BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang.
Kristal atau hablur adalah suatu padatan yang atom, molekul, atau ion penyusunnya terkemas secara teratur dan polanya berulang melebar secara tiga dimensi. Secara umum, zat cair membentuk kristal ketika mengalami proses pemadatan. Pada kondisi ideal, hasilnya bisa berupa kristal tunggal, yang semua atom-atom dalam padatannya "terpasang" pada kisi atau struktur kristal yang sama, tapi, secara umum, kebanyakan kristal terbentuk secara simultan sehingga menghasilkan padatan polikristalin. Misalnya, kebanyakan logam yang kita temui sehari-hari merupakan polikristal.
Struktur kristal mana yang akan terbentuk dari suatu cairan tergantung pada kimia cairannya sendiri, kondisi ketika terjadi pemadatan, dan tekanan ambien. Proses terbentuknya struktur kristalin dikenal sebagai kristalisasi. Meskipun istilah "kristal" memiliki makna yang sudah ditentukan dalam ilmu material dan fisika zat padat, dalam kehidupan sehari-hari "kristal" merujuk pada benda padat yang menunjukkan bentuk geometri tertentu, dan kerap kali sedap di mata.
Benda yang dijumpai serhari-hari sebagian besar mempunyai sifat kristal, termasuk bahan logam. Jenis kristal lain adalah kristal ionik, kristal kovalen dan kristal molekuler. Bentuk dan jenis bahan kristal yang bermacam-macam tersebut dapat diidentifikasi jika diketahui tipe dasar kisinya (dimensi dua dan dimensi tiga).
B. Tujuan
Adapun tujuan dari diskusi tentang tipe dasar kristal ini adalah :
1. Memahami pengertian umum dan khusus kristal.
2. Mengetahui jenis-jenis ikatan kristal berdasarkan tipe dasar kisi kristal.
3. Mengetahui perbedaan kristal tiga dimensi dengan dua dimensi.
C. Manfaat
BAB II
ISI
A. TIPE DASAR KISI KRISTAL
Kristal merupakan susunan atom-atom yang teratur dalam ruang tiga dimensi. Keteraturan susunan tersebut terjadi karena kondisi geometris yang harus memenuhi adanya ikatan atom yang berarah dan susunan yang rapat. Sebagian besar materi fisika zat padat adalah kristal dan elektron di dalamnya, fisika zat padat mulai dikembangkan awal abad ke 20, mengikuti penemuan difraksi sinar-x oleh kristal. Walaupun tidak mudah untuk menyatakan bagaimana atom tersusun dalam padatan, namun ada hal-hal yang diharapkan menjadi faktor penting yang menentukan terbentuknya polihedra koordinasi susunan atom-atom.
Secara ideal, susunan polihedra koordinasi paling stabil adalah yang memungkinkan terjadinya energi per satuan volume yang minimum. Keadaan tersebut dicapai jika:
(1) kenetralan listrik terpenuhi,
(2) ikatan kovalen yang diskrit dan terarah terpenuhi, (3) gaya tolak ion-ion menjadi minimal,
(4) susunan atom serapat mungkin.
Stuktur Kristal dapat digambarkan dalam bentuk kisi, dimana setiap titik kisi akan ditempati oleh atom atau sekumpulan atom. Kisi Kristal memiliki sifat geometri yang sama seperti Kristal. Kisi yang memiliki titik-titik kisi yang ekuivalen disebut Kisi Bravais sehingga titik-titik kisi tersebut dalam Kristal akan ditempati oleh atom-atom yang sejenis.
Sebuah kristal ideal disusun oleh satuan-satuan struktur yang identik secara berulang-ulangyang tak hingga di dalam ruang. Semua struktur kristal dapat digambarkan atau dijelaskan dalam istilah-istilah lattice (kisi) dan sebuah basis yang ditempelkan pada setiap titik lattice (kisi).
Lattice (kisi) : Sebuah susunan titik yang teratur dan periodik di dalam ruang Sebuah abstraksi matematik
Basis : Sekumpulan atom-atom
B. KISI DASAR KRISTAL DUA DIMENSI
Kita membatasi diri dahulu dalam menelaah kisi kristal dua dimensi saja. Pertanyaan yang kemudian muncul, berapakah banyak kemungkinan macam kisi Bravoisnya ?
Gambar : Letak kisi dan Basis untuk kristal dua dimensi.
Ternyata hanya ada lima tipe dasar, untuk menelaah hal itu pandanglah keadaan seperti dibawah. A dan B merupakan dua basis berdampingan dalam kisi kristal. Titik 1, 2, ... (m – 1) dan m adalah titik-titik kisinya. Sudut α adalah rotasi yang masih memberikan kisi kristal yang sama atau disebut juga suatu rotasi kesetangkupan.
Gambar : kristal dua dimensi dengan basis A dan B berdampingan
Apabila A’ dan B’ masih merupakan titik kisi kristal, maka jarak α=(m−3)a+2acosα harus merupakan kelipatan dari a, dapat dikatakan :
α=p a=(m−3)a+2acosα
Dari hubungan diatas, ternyata :
cosα=
[
3+(p−m)2
]
Kemungkinan solusinya bisa lima, yakni :
p - m cos α α
Jadi untuk kelengkapan kisi dua dimensi dengan sisi yang sama (a = b), sudut antara dua sisi itu terbata pada harga rotasi sudut ( α¿=¿
Berkenaan dengan hal diatas maka kisi bravais dua dimensi adalah sebagai tabel berikut :
Kisi Sel satuan Sisi dan sudut
C. KISI DASAR KRISTAL TIGA DIMENSI
Untuk kasus Kristal berdimensi tiga ternyata ada 14 buah kisi Bravais yang terlingkupi dalam tujuh buah system Kristal, sebagai berikut :
Sistem Kristal Kisi Bravais Geometri Sel
Tricline P (Primitive) a ≠ b ≠ c
Trigonal R (Rhombohedral primitive) a = b = c
Kesetangkapan kisi tiga dimensional diatas tergambar jadi tujuh system Kristal dan 14 kisi Bravois sebagai berikut :
Modulus elastisitas besi dalam arah kpr diagonal rg. Lebih besar daripada rusuk kubus.
Sebaliknya permeabilitas magnet memiliki nilai terbesar dalam arah sejajar rusuk sel satuan.
Keterangan :
Arah kristal diberi indeks sesuai berkas yang berasal dari titik awal melalui titik dengan indeks utuh terkecil,
Jadi arah (1,1,1) melalui titik 0,0,0 dan 1,1,1, arah ini juga melalui titik-titik ½, ½, ½ dan (2,2,2), demikian pula (1,1,2) melalui titik ½, ½, 1,
Tetapi untuk kemudahan kita gunakan persamaan utuh.
Untuk arah gunakan
[
U ,V , W]
Untuk kelompok arah
⟨
U , V ,W⟩
Indeks untuk bidang (h, k, l) atau disebut indeks miller. Titik-titik diberi indeks tanpa kurung x,y,z
Arah yang sejajar selalu mempunyai indeks yang sama.
A. Kesimpulan.
1. Kristal merupakan susunan atom-atom yang teratur dalam ruang tiga dimensi. Keteraturan susunan tersebut terjadi karena kondisi geometris yang harus memenuhi adanya ikatan atom yang berarah dan susunan yang rapat.
2. Kristal dua dimensi terbagi atas lima jenis berdasarkan kisi kristal, yakni : Genjang
3. Kristal tiga dimensi terdiri atas tujuh jenis kristal dan 14 buah kisi, yakni :
Sistem Kristal Kisi Bravais
Trigonal R (Rhombohedral primitive)
Heksagonal P (Primitive)
DAFTAR PUSTAKA
________. DOE HDBK : Material Science. Handbook Departemen Energi
