Jenis – Jenis Kristal Padat
Berdasarkan jenis partikel materi yang menyusun suatu kristal, maka ia dapat dibedakan menjadi beberapa macam yaitu sebagai berikut :
Kristal Logam
Nah, dari namanya tentu kalian sudah tahu kalau kristal ini tersusun oleh atom – atom logam yang berikatan bersama melalui ikatan logam. Biasanya, atom logam dalam kristal logam berbentuk ion positif, karena elektron valensinya telah mudah dilepaskan (energi ionisasinya kecil).
Oleh karena itulah, logam dapat menghantarkan arus listrik, karena jika kedua ujung logam diberi beda potensial, elektron ini akan mengalir sebagai hantaran listrik.
Kenapa hal demikian bisa terjadi? Bacalah penjelasan berikut!
Dalam kristal logam, atom – atom logam akan memiliki orbital yang saling tumpang tindih. Orbital yang saling tumpang tindih ini akan membentuk sejumlah besar orbital molekul yang tersebar dalam ruang tiga dimensi.kerena terjadi pengulangan tumpang tindih orbital, elektron di kulit terluar suatu atom akan juga dipengaruhi oleh atom lainnya.
Akibatnya elektron – elektron valensi atom logam yang seperti ini tidak harus dimiliki oleh satu atom tertentu, sehingga ia dapat bergerak bebas sepanjang kisi kristal logam. Jadi elektron valensi dalam suatu kristal logam bukanlah elektron valensi atom tertentu, melainkan sering disebut elektron bebas.
Ikatan logam pada suatu kristal logam mempengaruhi sifatnya seperti dapat ditempa, daya hantar listrik dan panas maupun kilap logam.
Misalnya, walaupun ditempa / dibuah bentuknya, kristal logam masih dapat mempertahankan strukturnya. Hal ini disebabkan karena ikatan logam logam yang kuat antar atom logamnya. Satu atom logam tidak hanya berikatan logam dengan unsur disebelahnya, tetapi dengan semua atom diberbagal arah (atas, bawah, kiri, kanan, depan, belakang, dll).
Logam juga merupakan penghantar panas yang baik. Sifat ini berhubungan dengan elektron bebas dalam ristal logam. Jika salah satu unjung logam dipanaskan, maka panas akan di hantarkan ke ujung lain oleh elektron bebasnya. Untuk hantaran listrik, sudah dijelaskan diatas.
Kalian juga sering melihat bahwa banyak logam yang mengkilap, sehingga kadang harganya mahal dan dapat dijadikan perhiatan. Kilap ditimbulkan oleh banyaknya orbital molekul yang terbentuk dalam kristal logam. Jika logam terkena cahaya, maka elektron dalam orbital molekul dengan tingkat energi rendah dapat tereksitasi dengan menyerap energi dari cahaya tersebut ke tingkat energi yang lebih tinggi.
Elektron ini tidak selamanya di tingkat energi tertinggi, ia akan kembali ke eadaan semula yang disebut proses deeksitasi. Ketika terdeeksitasi, ia akan melepas energi berupa radiasi cahaya dengan panjang gelombang tertentu sehingga dapat dilihat sebagai kilap khas pada logam.
Kristal Ionik
Kristal ini mengandungsenyawa ion yaitu senyawa yang terbentuk oleh gaya tarik menraik antara partikel bermuatan + dan – setelah terjadinya serah terima elektron. Gaya tarik ini sangat kuat sehingga susah diputus. Oleh karena itu kristal ionik, pada suhu kamar berwujud padat dan memiliki titik leleh dan titik didih yang sangat tinggi.
Senyawa ionik hanya bisa dengan mudah dipisahkan (disosiasi) menjadi ion + dan – jika dimasukkan ke dalam air. Bagian kutup positif air akan mengelilingi ion – senyawa ion, sedangkan kutup negatif air akan mnegelilingi ion + senyawa ion. Hal ini mengakibatkan ion – ion senyawa ion dapat bergerak bebas dalam larutan sehingga ia dapat menghantarkan arus listrik.
Bagaimana susuna ion + dan – dalam kristal logam? Kita misalkan saja kristal NaCl yang terbentuk dari ion Na+ dan Cl-. Ikatan ion antara kedua ion ini tidak memiliki arah yang khusus, sehingga satu ion Na+ akan beinteraksi dengan banyak ion Cl- , begitu juga sebaliknya.
Semakin banyak jumlah kontak antara ion + dan – dalam kristal ion, maka kristalnya akan makin stabil. Tetapi, ukuran anion Na+ dan Cl- berbeda dimana ion Cl- lebih besar. Sehingga hal ini akan mengakibatkan ion Cl- tersusun terjejal sedangkan ion Na+ akan berada di celah antar anion.
Perhatikanlah struktur kristal NaCl berikut :
Pada krital NaCl, setiap ion Na+ akan dikelilingi oleh 6 ion Cl- sehingga kita sebut berbilangan koordinasi 6. Begitu juga Cl – dikelilingi oleh 6 ion Na+ sehingga juga berkoordinasi 6. Akibatnya NaCl adalah krital dengan bilangan koordinasi 6,6.
Semakin kecil perbedaan ukuran anion, maka bilangan koordinasi yang dicapai akan semakin besar. Contohnya pada kristal CsCl dimana ion Cs+ lebih besar dibandingkan Na+. Akibatnya, satu ion Cs dikelilingi oleh 8 ion Cl dan begitu juga sebaliiknya. Bilangan koordinasi yang dicapai kristal ini adalah 8,8.
Secara kimia, yang menentukan struktur kristal senyawa ion ditentukan oleh perbandingan antara r kation/ r anion. Jika perbandingannya kecil dari perbandingan jari-jari kation dan anion pada NaCl, maka senyawa ion tersebut memiliki bilangan koordinasi lebih rendah.
Misalnya begini, perbandingan jari-jari kation dan anion NaCl adalah 0,5, sedangkan senyawa ZnS adalah 0,3, maka bilangan koordinasi ZnS akan lebih kecil dibandingkan 6.
Secara umum berikut tabel yang menyatakan perbandingan jari – jari kation dan anion terhadap bilangan koordinasi yang dibentuknya :
Rasio rK/rA Bil. Koordinasi
0,255 – 0,414 4
0,414 – 0,732 6
> 0,732 8
Kristal Molekular
Kristal ini tersusun atas molekul yang diikat melalui gaya van der Waals. Kristal ini terbentuk sebenarnya tanpa bantuan ikatan kimia (ikatan antar atom – atom) tetapi hanya oleh gaya antar molekul yang lemah. Akibatnya banyak dari krital molekuler memiliki titik leleh dan didih yang rendah.
Misalnya argon mengkristal dengan gaya van der waals, sehingga titik lelehnya adalah – 182,2 degC.
Kristal Kovalen
Kristal kovalen adalah kristal yang pertikel penyusunnya berikatan kovalen. Dalam kristal kovalen, partikel penyusunnya (tidak harus sejenis) berikatan kovalen sedemikian rupa sehingga gugusan yang dihasilkan dapat dilihat.
Kristal kovalen juga dapat membentuk kristal dengan moleul raksasa atau bahkan polimer.
Misalnya intal, merupakan kirstal yang atom C nya terikat secara kovalen dengan orbital hibrida setiap atom adalah sp3 dengan bentuk molekul tetrahedrat. Oleh sebab itu intan sabgat stabil dan meleleh pada suhu 3500 degC. Berbeda dengan saudaranya yaitu grafik, dimana atom karbonnya tersusun heksagonal dengan ikatan kovalen, tetapi membentuk lapisan lapisan yang dihubungkan dengan gaya natar moelkul yang rendah. Akibatanya grafit sangat rapuh dan dapat dipakai sebagai tinta pensil kayu.
Kristal kovalen yang memiliki bentuk molekul yang sama dengan intan juga akan memiliki titik didih dan titik leleh yang tinggi karena ikatan kovalennya yang kuat. Misalnya kuarsa (SiO2) yang melelh pada suhu 1700 degC.
Kristal Cair
Nama kristal ini sangat bertolak belakang. Kridtal kan zat padat, masa ada yang cair? Aduh, ayo kita cair tahu maksudnya.
Kristal yang kita ketahui kebanyakan memiliki titik leleh yang tetap. Misalnya tadi intan, melelh pada suhu 3500 degC. Sebelum mencapai suhu itu, maka struktur kristal masihlah sama.
Tetapi ada kristal yang titik lelehnya tidak tetap, seperti kebanyakan padatan amorf. Padatan ini dapat berubah menjadi fase cair (tidak sejati tetapi disebut buram) padatemperatur tetap tertentu yang disebut dengan temperatur transisi, sebelum akhirnya padatan itu meleleh menjadi cairan sejati.
Dalam fas cair (cairan buram), ia memiliki sifat zatcair seperti fluiditas dan tegangan permukaan, tetapi jika kita perhatikan strukturnya,masih mirip dengan struktur kristal padat.
Kristal yang seperti inilah yang disebut dengan kristal cair. Kristal cair ini mungkin jarang kite dengar, seperti derival senyawa benzildenaniline.
Kristal Logam
Nah, dari namanya tentu kalian sudah tahu kalau kristal ini tersusun oleh atom – atom logam yang berikatan bersama melalui ikatan logam. Biasanya, atom logam dalam kristal logam berbentuk ion positif, karena elektron valensinya telah mudah dilepaskan (energi ionisasinya kecil).
Oleh karena itulah, logam dapat menghantarkan arus listrik, karena jika kedua ujung logam diberi beda potensial, elektron ini akan mengalir sebagai hantaran listrik.
Kenapa hal demikian bisa terjadi? Bacalah penjelasan berikut!
Dalam kristal logam, atom – atom logam akan memiliki orbital yang saling tumpang tindih. Orbital yang saling tumpang tindih ini akan membentuk sejumlah besar orbital molekul yang tersebar dalam ruang tiga dimensi.kerena terjadi pengulangan tumpang tindih orbital, elektron di kulit terluar suatu atom akan juga dipengaruhi oleh atom lainnya.
Akibatnya elektron – elektron valensi atom logam yang seperti ini tidak harus dimiliki oleh satu atom tertentu, sehingga ia dapat bergerak bebas sepanjang kisi kristal logam. Jadi elektron valensi dalam suatu kristal logam bukanlah elektron valensi atom tertentu, melainkan sering disebut elektron bebas.
Ikatan logam pada suatu kristal logam mempengaruhi sifatnya seperti dapat ditempa, daya hantar listrik dan panas maupun kilap logam.
Misalnya, walaupun ditempa / dibuah bentuknya, kristal logam masih dapat mempertahankan strukturnya. Hal ini disebabkan karena ikatan logam logam yang kuat antar atom logamnya. Satu atom logam tidak hanya berikatan logam dengan unsur disebelahnya, tetapi dengan semua atom diberbagal arah (atas, bawah, kiri, kanan, depan, belakang, dll).
Logam juga merupakan penghantar panas yang baik. Sifat ini berhubungan dengan elektron bebas dalam ristal logam. Jika salah satu unjung logam dipanaskan, maka panas akan di hantarkan ke ujung lain oleh elektron bebasnya. Untuk hantaran listrik, sudah dijelaskan diatas.
Kalian juga sering melihat bahwa banyak logam yang mengkilap, sehingga kadang harganya mahal dan dapat dijadikan perhiatan. Kilap ditimbulkan oleh banyaknya orbital molekul yang terbentuk dalam kristal logam. Jika logam terkena cahaya, maka elektron dalam orbital molekul dengan tingkat energi rendah dapat tereksitasi dengan menyerap energi dari cahaya tersebut ke tingkat energi yang lebih tinggi.
Elektron ini tidak selamanya di tingkat energi tertinggi, ia akan kembali ke eadaan semula yang disebut proses deeksitasi. Ketika terdeeksitasi, ia akan melepas energi berupa radiasi cahaya dengan panjang gelombang tertentu sehingga dapat dilihat sebagai kilap khas pada logam.
Kristal Ionik
Kristal ini mengandungsenyawa ion yaitu senyawa yang terbentuk oleh gaya tarik menraik antara partikel bermuatan + dan – setelah terjadinya serah terima elektron. Gaya tarik ini sangat kuat sehingga susah diputus. Oleh karena itu kristal ionik, pada suhu kamar berwujud padat dan memiliki titik leleh dan titik didih yang sangat tinggi.
Senyawa ionik hanya bisa dengan mudah dipisahkan (disosiasi) menjadi ion + dan – jika dimasukkan ke dalam air. Bagian kutup positif air akan mengelilingi ion – senyawa ion, sedangkan kutup negatif air akan mnegelilingi ion + senyawa ion. Hal ini mengakibatkan ion – ion senyawa ion dapat bergerak bebas dalam larutan sehingga ia dapat menghantarkan arus listrik.
Bagaimana susuna ion + dan – dalam kristal logam? Kita misalkan saja kristal NaCl yang terbentuk dari ion Na+ dan Cl-. Ikatan ion antara kedua ion ini tidak memiliki arah yang khusus, sehingga satu ion Na+ akan beinteraksi dengan banyak ion Cl- , begitu juga sebaliknya.
Semakin banyak jumlah kontak antara ion + dan – dalam kristal ion, maka kristalnya akan makin stabil. Tetapi, ukuran anion Na+ dan Cl- berbeda dimana ion Cl- lebih besar. Sehingga hal ini akan mengakibatkan ion Cl- tersusun terjejal sedangkan ion Na+ akan berada di celah antar anion.
Perhatikanlah struktur kristal NaCl berikut :
Pada krital NaCl, setiap ion Na+ akan dikelilingi oleh 6 ion Cl- sehingga kita sebut berbilangan koordinasi 6. Begitu juga Cl – dikelilingi oleh 6 ion Na+ sehingga juga berkoordinasi 6. Akibatnya NaCl adalah krital dengan bilangan koordinasi 6,6.
Semakin kecil perbedaan ukuran anion, maka bilangan koordinasi yang dicapai akan semakin besar. Contohnya pada kristal CsCl dimana ion Cs+ lebih besar dibandingkan Na+. Akibatnya, satu ion Cs dikelilingi oleh 8 ion Cl dan begitu juga sebaliiknya. Bilangan koordinasi yang dicapai kristal ini adalah 8,8.
Secara kimia, yang menentukan struktur kristal senyawa ion ditentukan oleh perbandingan antara r kation/ r anion. Jika perbandingannya kecil dari perbandingan jari-jari kation dan anion pada NaCl, maka senyawa ion tersebut memiliki bilangan koordinasi lebih rendah.
Misalnya begini, perbandingan jari-jari kation dan anion NaCl adalah 0,5, sedangkan senyawa ZnS adalah 0,3, maka bilangan koordinasi ZnS akan lebih kecil dibandingkan 6.
Secara umum berikut tabel yang menyatakan perbandingan jari – jari kation dan anion terhadap bilangan koordinasi yang dibentuknya :
Rasio rK/rA Bil. Koordinasi
0,255 – 0,414 4
0,414 – 0,732 6
> 0,732 8
Kristal Molekular
Kristal ini tersusun atas molekul yang diikat melalui gaya van der Waals. Kristal ini terbentuk sebenarnya tanpa bantuan ikatan kimia (ikatan antar atom – atom) tetapi hanya oleh gaya antar molekul yang lemah. Akibatnya banyak dari krital molekuler memiliki titik leleh dan didih yang rendah.
Misalnya argon mengkristal dengan gaya van der waals, sehingga titik lelehnya adalah – 182,2 degC.
Kristal Kovalen
Kristal kovalen adalah kristal yang pertikel penyusunnya berikatan kovalen. Dalam kristal kovalen, partikel penyusunnya (tidak harus sejenis) berikatan kovalen sedemikian rupa sehingga gugusan yang dihasilkan dapat dilihat.
Kristal kovalen juga dapat membentuk kristal dengan moleul raksasa atau bahkan polimer.
Misalnya intal, merupakan kirstal yang atom C nya terikat secara kovalen dengan orbital hibrida setiap atom adalah sp3 dengan bentuk molekul tetrahedrat. Oleh sebab itu intan sabgat stabil dan meleleh pada suhu 3500 degC. Berbeda dengan saudaranya yaitu grafik, dimana atom karbonnya tersusun heksagonal dengan ikatan kovalen, tetapi membentuk lapisan lapisan yang dihubungkan dengan gaya natar moelkul yang rendah. Akibatanya grafit sangat rapuh dan dapat dipakai sebagai tinta pensil kayu.
Kristal kovalen yang memiliki bentuk molekul yang sama dengan intan juga akan memiliki titik didih dan titik leleh yang tinggi karena ikatan kovalennya yang kuat. Misalnya kuarsa (SiO2) yang melelh pada suhu 1700 degC.
Kristal Cair
Nama kristal ini sangat bertolak belakang. Kridtal kan zat padat, masa ada yang cair? Aduh, ayo kita cair tahu maksudnya.
Kristal yang kita ketahui kebanyakan memiliki titik leleh yang tetap. Misalnya tadi intan, melelh pada suhu 3500 degC. Sebelum mencapai suhu itu, maka struktur kristal masihlah sama.
Tetapi ada kristal yang titik lelehnya tidak tetap, seperti kebanyakan padatan amorf. Padatan ini dapat berubah menjadi fase cair (tidak sejati tetapi disebut buram) padatemperatur tetap tertentu yang disebut dengan temperatur transisi, sebelum akhirnya padatan itu meleleh menjadi cairan sejati.
Dalam fas cair (cairan buram), ia memiliki sifat zatcair seperti fluiditas dan tegangan permukaan, tetapi jika kita perhatikan strukturnya,masih mirip dengan struktur kristal padat.
Kristal yang seperti inilah yang disebut dengan kristal cair. Kristal cair ini mungkin jarang kite dengar, seperti derival senyawa benzildenaniline.
Posting Komentar untuk "Jenis – Jenis Kristal Padat"