BAB III KRISTALOGRAFI

(1)

BAB III KRISTALOGRAFI

3.1. Maksud dan Tujuan Praktikum

Adapun beberapa maksud dan tujuan dilaksanakan praktikum kristalografi dan mineral adalah sebagai berikut:

1. Dapat menentukan sistem kristal dari berbagai macam bentuk kristal berdasarkan panjang, posisi dan jumlah sumbu kristal yang ada pada setiap bentuk kristal.

2. Menentukan kelas simetri berdasarkan jumlah unsur simetri setiap kristal.

3. Menggambarkan semua bentuk kristal berdasarkan parameter dan parametral ratio, jumlah dan posisi sumbu kristal dan bidang kristal yang dimiliki oleh setiap bentuk kristal baik dalam proyeksi streografis.

3.2. Dasar Teori

Kristal berasal dari bahasa Yunani yaitu “krustallos”, terdiri atas “kruos”

yang artinya beku dan “steillen” yang artinya dingin. Jadi kristal mengacu pada kedua kata tersebut yang berarti membeku karena proses pendinginan

Kristalografi adalah suatu cabang dari mineralogi yang mempelajari sistem kristal. Sudut antara bidang-bidang muka kristal yang saling berpotongan besarnya selalu tetap pada suatu kristal. Dalam sebuah kristal, sumbu kristal berupa garis bayangan yang lurus yang menembus kristal melalui pusat kristal

Dalam the dictionary of geology (Berry, 1983), kristal adalah bahan padat yang secara kimia homogen dengan bentuk geometri tetap, sebagai gambaran dari susunan atom yang teratur, dibatasi oleh bidang banyak (polyhedron), dengan jumlah dan kedudukan bidang-bidang kristalnya tertentu dan teratur. Mineral memiliki sifat selalu kristalin, karena mineral memiliki bentuk tertentu.

(Sri Mulyaningsih, 2018)

(2)

3.2.1. Proses Pembentukan Kristal

Pada kristal ada beberapa proses atau tahapan dalam pembentukan kristal.

Proses yang di alami oleh suatu kristal akan mempengaruhi sifat-sifat dari kristal tersebut. Proses ini juga bergantung pada bahan dasar serta kondisi lingkungan tempat dimana kristal tersebut terbentuk. Berikut ini adalah fase-fase pembentukan kristal yang umumnya terjadi pada pembentukan kristal :

a. Fase cair ke padat : kristalisasi suatu lelehan atau cairan sering terjadi pada skala luas dibawah kondisi alam maupun industri. Pada fase ini cairan atau lelehan dasar pembentuk kristal akan membeku atau memadat dan membentuk kristal. Biasanya dipengaruhi oleh perubahan suhu lingkungan.

b. Fase gas ke padat (sublimasi) : kristal dibentuk langsung dari uap tanpa melalui fase cair. Bentuk kristal biasanya berukuran kecil dan kadang- kadang berbentuk rangka (skeletal form). Pada fase ini, kristal yang terbentuk adalah hasil sublimasi gas-gas yang memadat karena perubahan lingkungan. Umumnya gas-gas tersebut adalah hasil dari aktifitas vulkanis atau dari gunung api dan membeku karena perubahan temperature.

c. Fase padat ke padat : proses ini dapat terjadi pada agregat kristal dibawah pengaruh tekanan dan temperatur (deformasi). Yang berubah adalah struktur kristalnya, sedangkan susunan unsur kimia tetap (rekristalisasi). Fase ini hanya mengubah kristal yang sudah terbentuk sebelumnya karena terkena tekanan dan temperatur yang berubah secara signifikan. Sehingga kristal tersebut akan berubah bentuk dan unsur-unsur fisiknya. Namun, komposisi dan unsur kimianya tidak berubah karena tidak adanya faktor lain yang terlibat kecuali tekanan dan temperatur.

(Maria Mali, 2014) 3.2.2. Unsur-unsur Simetri Kristal

Unsur-unsur kristal merupakan unsur yang terdapat pada kristal untuk menentukan kelas dari suatu kristal. Unsur simetri kristal dapat dibedakan menjadi 3 yaitu :

(3)

a. Bidang Simetri

Bidang simetri adalah bidang bayangan yang dapat membelah kristal menjadi dua bagian yang sama, dimana bagian yang satu merupakan pencerminan dari yang lain. Bidang simetri ini dapat dibedakan menjadi dua, yaitu bidang simetri aksial dan bidang simetri menengah.

Bidang simetri aksial bila bidang tersebut membagi kristal melalui dua sumbu utama (sumbu kristal). Bidang simetri aksial ini dibedakan menjadi dua, yaitu bidang simetri vertikal, yang melalui sumbu vertikal dan bidang simetri horisontal, yang berada tegak lurus terhadap sumbu c .

Bidang simetri menengah adalah bidang simetri yang hanya melalui satu sumbu kristal. Bidang simetri ini sering pula dikatakan sebagai bidang siemetri diagonal.

b. Sumbu Simetri

Sumbu simetri adalah garis bayangan yang dibuat menembus pusat kristal, dan bila kristal diputar dengan poros sumbu tersebut sejauh satu putaran penuh akan didapatkan beberapa kali kenampakan yang sama.

Sumbu simetri dibedakan menjadi tiga, yaitu gire, giroide dan sumbu inversi putar. Ketiganya dibedakan berdasarkan cara mendapatkan nilai simetrinya.

1) Gire, atau sumbu simetri biasa, cara mendapatkan nilai simetrinya adalah dengan memutar kristal pada porosnya dalam satu putaran penuh. Bila terdapat dua kali kenampakan yang sama dinamakan digire, bila tiga trigire (O), empat tetragire (Q), heksagire (§) dan seterusnya.

2) Giroide adalah sumbu simetri yang cara mendapatkan nilai simetrinya dengan memutar kristal pada porosnya dan memproyeksikannya pada bidang horisontal. Dalam gambar, nilai simetri giroide disingkat tetragiroide dan heksagiroide.

(4)

dan mencerminkannya melalui pusat kristal. Penulisan nilai simetrinya dengan cara menambahkan bar pada angka simetri itu.

c. Pusat Simetri

Suatu kristal dikatakan mempunyai pusat simetri bila kita dapat membuat garis bayangan tiap-tiap titik pada permukaan kristal menembus pusat kristal dan akan menjumpai titik yang lain pada permukaan di sisi yang lain dengan jarak yang sama terhadap pusat kristal pada garis bayangan tersebut.

Atau dengan kata lain, kristal mempunyai pusat simetri bila tiap bidang muka kristal tersebut mempunyai pasangan dengan kriteria bahwa bidang yang berpasangan tersebut berjarak sama dari pusat kristal, dan bidang yang satu merupakan hasil inversi melalui pusat kristal dari bidang pasangannya.

(Laksmana Aditya, 2020) 3.2.3. Sistem Kristalografi

Didasarkan pada jumlah, letak dan kedudukan sumbu kristal, nilai vector dan parameter-parameter penentu yang lain, ada tujuh sistem kristal dalam sistem kristalografi, yaitu :

a. Isometrik

Sistem kristal isometrik adalah sistem kristal yang paling simetris.

Sistem kristal isometrik memiliki 3 sumbu kristal, dengan panjang sumbu yang sama. Karena sistem kristal ini memiliki kedudukan dan ukuran sumbu yang sama, masing-masing sumbu saling berpotongan dengan sudut perpotongan α = β = γ = 90°. Didasarkan pada bentuknya, sistem kristal isometrik terbagi dalam 5 kelas yaitu tetartoidal, diploidal, gyroidal, hextetrahedral dan hexoctahedral.

(5)

*Sumber: Sri Mulyaningsih, 2018

Gambar 3.1 Isometrik b. Tetragonal

Sistem kristal tetragonal mirip dengan sistem kristal isometrik.

Sistem kristal ini memiliki tiga sumbu kristal utama yang masing-masing juga saling tegak lurus, yaitu a, b, dan c. Panjang sumbu kristal a dan b sama, namun panjang sumbu c tidak sama, pada umumnya lebih panjang. Sistem kristal tetragonal digambarkan dengan perbandingan panjang sumbu a = b ≠ c, sudut β = γ = 90^º dan α = 30^º. Sistem Tetragonal dibagi menjadi 7 kelas, yaitu ditetragonal dipiramidal, tetragonal trapezohedral, ditetragonal piramidal, tetragonal skalenohedral, tetragonal dipiramidal, tetragonal dispenoidal dan tetragonal piramidal.

(6)

Gambar 3.2 Tetragonal c. Ortorombik

Sistem kristal ortorombik memiliki 3 sumbu utama, yang masing- masing sumbu saling tegak lurus, dan semua sumbunya tidak sama panjang. Karena ketiga sumbunya tidak sama panjang, maka kita sebut saja sumbu a ≠ b ≠ c, dengan α = β = γ = 90^º Sistem kristal ortorombik memiliki 3 kelas kristal, yaitu piramidal, disphenoidal dan dipiramidal.

Gambar 3.3 Ortorombik d. Trigonal

(7)

Trigonal memiliki 4 titik perpotongan sumbu, dengan 4 sumbu kristal, sumbu-sumbu yang menghubungkan bidang-bidang vertikal disebut sebagai a, b dan c, terletak secara horizontal dan masing-masing memiliki panjang serta sudut yang sama. Sumbu panjangnya bersusunan secara vertikal kita sebut sebagai sumbu c. Perpotongan simetri antara sumbua, b dan c membentuk sudut 120°, sedangkan perpotongan antara sumbu horizontal dengan sumbu vertikalnya membentuk sudut 90°.

Turunan sistem kristal trigonal bahkan termasuk ke dalam sistem kristal hexagonal. Sistem kristal ini terbagi dalam 5 kelas, yaitu piramidal, rhombohedral, ditrigonal piramidal, trapezohedral dan hexagonal skalenohedral.

Gambar 3.4 Trigonal e. Hexagonal

Sistem kristal ini dibedakan dengan trigonal karena memiliki 6 bidang kristal secara vertikal, sedangkan trigonal memiliki 3 bidang kristal. Sistem kristal hexagonal mencakup pula kelas-kelas yang mencerminkan kelas sistem kristal trigonal, dengan enam sisi bidang kristal. Sumbu-sumbu kristalnya dapat disebut sebagai sumbu a, b, c dan d. Perpotongannya simetri antar sumbu positif membentuk sudut 120°.

(8)

dipyramidal, trigonal dipiramidal, ditrigonal dipiramidal, hexagonal trapezohedral

f. Monoklin

Monoklin artinya hanya mempunyai satu sumbu yang miring dari tiga sumbu yang dimilikinya. Sumbu a tegak lurus terhadap sumbu n, n tegak lurus terhadap sumbu c, tetapi sumbu c tidak tegak lurus terhadap sumbu a Ketiga sumbu tersebut mempunyai panjang yang tidak sama, umumnya sumbu c yang paling panjang dan sumbu b paling pendek.

Sistem Monoklin memiliki axial ratio (perbandingan sumbu) a ≠ b ≠ c dan memiliki sudut kristalografi α = β = 90^º≠ γ. Hal ini berarti, sudut α dan β saling tegak lurus 90º, sedangkan γ tidak tegak lurus atau miring.

(9)

Gambar 3.6 Monoklin g. Triklin

Sistem ini mempunyai 3 sumbu simetri yang satu dengan yang lainnya tidak saling tegak lurus dan panjang masing-masing sumbu tidak sama. Pada kondisi sebenarnya, sistem kristal triklin memiliki axial ratio a

≠ b ≠ c, sudut kristalografi α = β ≠ γ ≠ 90º sudut α, β dan γ tidak saling tegak lurus satu dengan yang lainnya. Pada penggambarannya menggunakan perbandingan sumbu a: b: c = sembarang, artinya tidak ada patokan.

*Sumber: Sri Muliyaningsih, 2018

Gambar 3.7

(10)

Sifat simetri kristal ditentukan dengan diproyeksikan secara stereografis.

Simulasi pada proyeksi stereografis ini dapat berguna ketika kita melakukan pemerian mineral dalam cara yang lain. Sebagai contoh adalah untuk mengetahui sifat kembaran pada aragonit. Kembaran dapat diamati ketika mineral diputar melalui salah satu sumbu putarnya, sehingga kita memperoleh arah pertumbuhan bersama dari mineral tersebut dengan mineral yang lain.