kimia kristal

7/27/2019 Kimia Kristal

1/39

KIMIA KRISTAL

a. Elemen Kimia Alam

Semua mineral terdiri dari unsur-unsur kimia yang komposisinya bervariasi. Atom-atomyang terdiri dari berbagai macam unsur disusun oleh penyusun zat yang dasar, yaitu proton,neutron, dan electron. Partikel lain seperti neutrinos dan quark memang menarik perhatian ahlifisika, tapi tidak begitu penting dalam pembahasan ini.

Table partikel atom yang utama

1. Inti

Proton dan neutron tertahan bersama-sama dalam inti dengan kecenderungan bermuatan positif sehingga berusaha menolak satu sama lain. Setiap unsur kimia memiliki nomor proton

tersendiri di dalam inti atom. Proton adalah nomor atom (Z) yang merupakan keterangan unsur.Sebagai contoh, inti dari hidrogen memiliki 1 proton, oksigen memiliki 8 proton, dan aluminiummemiliki 13 proton. Jumlah dari 110 unsur telah diidentifikasi, tapi unsur dengan nomor atom43 (technetium), 61 (prhometium), 85 ( astatine), dan yang lainnya yang nomor atomnya lebih

besar dari 92 (unsur transuranic) belum diketahui pembentukan alaminya yang mungkin sajatermasuk dalam plutonium.

Nomor neutron dalam inti setiap unsur hamper sama dengan nomor proton untuk unsur yang nomor atomnya kecil, dan lebih besar dari nomor proton untuk nomor atom yang lebih

besar, tapi bias saja bervariasi untuk setiap unsur. Setiap isotop dari unsur memiliki nomor

neutron yang berbeda. Jumlah dari nomor proton dan neutron merupakan berat atom dari sebuahatom. Untuk membedakan antara isotop yang berbeda dari sebuah unsur, berat atom dari isotopditulis lebih dulu dan superscript (pangkat) dari nama unsur. Contoh, potassium (K) nomor atomnya 19 (Z=19) jadi intinya terdiri dari 19 proton. Isotop dari 39K memiliki berat atom 39,terdiri atas 19 proton dan 20 neutron. Isotop 40K memiliki berat atom 40 terdiri atas 19 protondan 21 neutron.

2. Elektron

Orbit electron di sekitar inti. Pada unsur, nomor elektron sama dengan nomor proton.Elektron tidak mengorbit inti secara acak, agaknya mereka tersusun secara sistematis ke dalam


2/39

level energi yang berlainan diidentifikasikan dengan 4 bilangan kuantum; n, l, m, s. Prinsip pengeluaran Paul memberi informasi kepada kita bahwa tidak ada 2 elektron dalam atom yang bisa memiliki 4 bilangan kuantum yang sama. Terkadang keempat bilangan kuantum dapatdisamakan dengan sebuah alamat, sama dengan kota, jalan, bangunan, dan ruangan.

Prinsip dari bilangan kuantum n bisa memiliki nilai bilangan bulat yang positif. Energidari sebuah elektron pada prinsipnya bergantung pada n; semakin tinggi nilai n semakin tinggi

pula energinya. Karena energi yang tinggi diasosiasikan dengan jarak elektron ke inti, prinsipnya adalah dihubungkan dengan kulit atom yang dieja K, l, M, N, dan seterusnya.

n 1 2 3 4

kulit K L M N

Bilangan kuantum l memiliki nilai antara 0 dan n-1. Ini membedakan antara subkulitdengan bentuk yang berbeda. Meskipun sebuah elektron mampu, prinsipnya, dapat dimana sajadi sekitar inti atom. Subkulit ini diidentifikasikan dengan huruf s, p, d, f :

l 0 1 2 3

subkulit s p d f

Nomor subkulit dibatasi di antara kulit dibatasi dengan n-1. Kulit K ( n=1) hanyamemiliki subkulit s ( l =0), kulit L ( n=2) hanya bisa memiliki subkulit s dan p (l =1), begituselanjutnya. Subkulit biasanya diidentifikasikan dengan prinsip bilangan kuantum dari setiapkulit dan huruf diasosiasikan dengan subkulit.


3/39

Bilangan kuantum magnetik m memiliki nilai bulat antara -1 dan +1. Ini membedakanantara orbital yang berbeda dengan orientasi yang berbeda dalam subkulit. Bilangan orbitalantara subkulit adalah 2 l + 1. Untuk subkulit l =0 maka m = 0 dan bilangan orbitalnya adalah l .karena hanya 1 orientasi yang mungkin, orbitalnya adalah spherical. Pada subkulit p, l =1 maka

bilangan kuantum magnetiknya adalah -1, 0, dan +1. Itu merupakan asosiasi dengan 3 orbital bilobate berbeda (dumbellshaped) yang mana merupakan khayalan dari sumbu yang saling tegak lurus. Pada subkulit d , l =2 maka dibedakan menjadi 5 orbital, yaitu -2, -1, 0, +1, dan +2.empatdari lima orbital yang ada pada subkulit d adalah quadralobate; yang kelima dengan sebuahtorus di lengan pada sudut kanan. Orbital f memiliki geometri yang lebih kompleks.

Setiap orbital bisa saja memiliki 2 elektron yang dibedakan oleh bilangan quantum spin

s. nilai yang mungkin dari s adalah + dan - . Elektron yang lebih dulu menunjukkan perputaran

pada sebuah sumbu maka bilangan quantumnya secara umum memberi indikasi putaran pada bagian kanan dan kiri. Jika putaran elektron seimbang, nomor yang di kanan dan di kiri sama.

Gambar energi relatif dari tingkat subkulit elektron.

Pada diagram memperlihatkan energi relatif dari orbital yang berbeda. Catatan bahwa

tingkatan energi tidak ditunjukkan dalam skala. Perbedaan energi di antara orbital dalam (

contoh, 1 s vs 2 s) adalah perbandingan yang besar pada energi yang berbeda dari orbital luar.


4/39

Catatan juga bahwa range dari tingkatan energi ditmukan pada subkulit dari kulit yang berbeda.

Deret umum dari peningkatan energi adalah 1 s 2 s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f.

Catatan bahwa meningkatnya nomor atom, elektron secara sistematis akan mengisi

orbital sesuai urutan tingkatan energi. Orbital 1 s harus diisi sebelum elektron-elektron lainmenempati orbital 2 p. dan seterusnya.

Unsur pad kolom IA memiliki 1 elektron subkulit terluarnya, begitupula kolom IIA

memiliki 2 elektron pada kulit terluarnya, dan seterusnya. Pada unsur yang paling kanan,

subkulitnya telah terisi dengan sempurna manjadi unsur kimia yang tidak reaktif (gas mulia).

Pada tabel menunjukkan bahwa konfigurasi gas mulia tetap pada kulit bagian dalam

yang disebut inti yang mana semua posisi pada orbital telah terisi penuh. Penambahan elektron

yang disebut elektron valensi menempati subkulit yang tidak terisi penuh. Jika inti yang identik

dengan gas mulia, disebut inti gas mulia. Contoh, Na memiliki sebuah inti gas mulia Ne

ditambah 3 s elektron valensi tunggal dan Ca memiliki sebuah inti gas mulia ditambah 4 s

elektron valensi.

3. Pembentukan ion-ion

Ion-ion adalah atom yang kelebihan atau kekurangan elektron. Anion bernilai yang

negatif sebab kelebihan elektron dari pada proton; kation bernilai positif karena elektronnya

lebih sedikit daripada proton. Isi dari ion adalah valensi atau bilanagn oksidasi.

Jika sebuah unsur yang terbentuk dari anion atau kation bisa saja berasal dari elektron

valensinya. Unsur-unsur akan menerima atau melepas elektron agar berada pada keadaan stabil

sesuai dengan konfigurasi dari gas mulia.

Atom netral dari logam memiliki inti gas mulia dan 1 atau lebih elektron valensi. Energi

kecil dibutuhkan untuk mengosongkan elektron valensi agar diperoleh inti gas mulia makalogam umumnya logam berasal dari kation.

Atom netral dari bukan logam ditemukan pada sisi kanan dari tabel periodik, memiliki

subkulit yang hanya membutuhkan beberapa elektron untuk diisi. Karenanya, nonlogam

memiliki afinitas yang kuat untuk mengisi subkulit terluar sehingga umumnya terbentuk dari

anion.


5/39

Untuk unsur-unsur 1-20 dan 31-38, oksidasi yang terjadi berupa pola yang sistematik

dan pantulan pola mengisi orbital pada subkulit s dan p. contoh, peningkatan oksidasi dari dari

Li+ menjadi N 5+ disebabkan karena kehilangan elektron dari kulit 2 p yang dibutuhkan untuk

menerima pengisi konfigurasi He. O 2- dan F -, kekurangan elektron, memperoleh elektron untuk

mengisi tempat kosong pada kulit 2 p dan dengan demikian elektron stabil diperoleh untuk

konfigurasi Ne.

Pola yang sistematik terpotong untuk logam transisi. Ini karena elektron valensinya ada

pada subkulit 4s dan 3d. Pengecualian pada Cr, subkulit 4s terisi lebih dulu, lalu 3d. Ketika

elektronnya dipindahkan, itu berasal dari subkulit yang memiliki bilangan kuantum terbesar,

seperti 4s, berasal dari subkulit yang memiliki energi terendah.

Untuk atom nomor 24-30, elektron 4s dapat diganti , tapi tidak semua dari elektron 3d.

Ketika unsur-unsurnya terionisasi umumnya kehilangan 2 elektron 4s pertama sehingga unsur-

unsurnya bisa berasal dari kation divalent. Juga bisa kehilangan 1 atau lebih dari elektron 3d.

Sebagai konsekuensi, unsur-unsurnya bisa saja memiliki valensi yang berbeda. Besi adalah

contoh yang utama.

Kecenderungan sebuah unsur untuk menerima atau melepas elektron disediakan dengan

dengan nilai yang disebut keelektronegatifan. Ini didefinisikan oleh Linus Pauling menggunakan

skala yang berubah sehingga lithium (Li) memiliki keelektronegatifan 1, carbon (C) memiliki

keelektronegatifan 2,5, dan fluorin (F) keelektronegatifannya 4. Unsur-unsur yang

keelektronegatifannya rendah, melepas elektron valensi terluarnya membentuk kation,

sebaliknya yang keelektronegatifannya tinggi memiliki afinitas yang kuat untuk menerima

elektron membentuk anion.

d. Kelimpahan Unsur-Unsur

Berbagai upaya telah dilakukan untuk memperkirakan kelimpahan relatif dari unsur-unsur kimia di kerak bumi . Yang paling berpengaruh adalah kompilasi dari Clarke danWashington (1924) yang menghitung komposisi rata-rata analisis terhadap 5159 batuan bekukualitas tinggi, Batuan yang dianalisis berasal dari seluruh dunia, tetapi didominasi dari amerika,eropa dan utara, termasuk beberapa sampel dari cekungan lautan. Dengan beberapa refisi dan

penambahan unsur minor (misalnya, penjahit, 1969; tukang batu dan banyak lagi, 1982), nilai-nilai mereka telah memberikan dasar bagi kelimpahan unsur ditunjukkan dalam tabel 3.5. Dari89 unsur alami yang terbentuk, hanya 8 yang hadir dalam jumlah yang besar (tabel 3.6). Kedelapan unsur ini, yaitu O, Si, Al, Ca, Na, K, dan Mg, secara umum membentuk kerak bumi dan sebagian besar membentuk mineral yang umum dijumpai.


6/39

Penentuan komposisi bumi seluruhnya sangat sulit sebab mantel dan inti bumi tidak dapat dismpling secara langsung. Perkiraan lain dapat diperoleh melalui cara:

- mempertimbangkan massa bumi dan massa jenis yang ditentukan dengan cara geofisika,

-mempelajari komposisi magma basal biasanya berasal dari mantel dan sampel dari mantel yangkadang-kadang keluar dengan magma,

- menganalisis komposisi dari meteorit yang diduga menambah isi bumi.

-penerapan kosmologi yang tepat, geokimia, dan model petrofisika untuk mengevaluasi data ini

Nilai-nilai yang ditunjukkan dalam tabel 3.6 adalah perkiraan terbaik, tapi dapat dilihat dengan jelas bahwa bumi kayadengan aluminum dan magnesium ,dan lebihrendah pada silikon, aluminium, kalium, natrium, dan kalsium bumi secara keseluruhan

juga dianggap memiliki nikel secara substansial lebih dan belerang dari kerak.

melibatkan elektron valensi dan obligasi yang tidak obligasi yang melibatkan elektronvalensitermasuk ikatan. ikatan ionik, kovalen, dan logam yang tidak melibatkan elektron valensitermasuk van der Waals dan ikatan hydrogen

Ikatan Kimia

Ikatan kimia yang memegang atom-atom yang membentuk mineral bersama-sama dapatdikelompokkan menjadi dua kategori:


7/39

e. Hubungan Ikatan ValensiDari 89 elemen alami, tetapi semua gas mulia (He, Ne, Ar, Kr, Xe, dan Rn) secara rutin

ikatan kimia dengan diri sendiri atau unsur lainnya. Fitur bahwa gas mulia memiliki kesamaan

bahwa semua subshells sepenuhnya diisi dengan elektron-elektron dari unsur yang kekurangankelambu (tabel 3.3). Kurangnya reaktivitas kimia menunjukkan bahwa konfigurasi elektron yangditampilkan oleh gas mulia merupakan energi rendah atau konfigurasi yang stabil. Jika unsur-unsur lain adalah untuk memperoleh suatu konfigurasi elektron yang sama sebagai salah satu gasmulia dengan memperoleh, kehilangan, atau elektron valensi berbagi, mereka juga akan beradadalam energi yang lebih rendah, konfigurasi lebih stabil. Semua jenis ikatan valensi yang

berhubungan dengan melibatkan unsur-unsur mekanisme yang memungkinkan untuk memperoleh konfigurasi elektron dari gas mulia, atau gagal itu, pseudo-gas mulia konfigurasi.

f. Ikatan Ionik

Ikatan ion adalah ikatan kimia yang dibentuk oleh daya tarik elektrostatik antara ion positif dan negatif. Pertimbangkan garam karang mineral (NaCl). Konfigurasi elektron dari atom Na ditunjukkan dalam tabel 3.3 memiliki inti-gas mulia Ne merupakan electron tunggal yang berada dalam subkulit 3s. Jika kehilangan electron, maka akan memperoleh konfigurasi electronyang stabil pada atom Ne. Tapi atom Na tidak begitu saja melepaskan electron melainkan tetap (netral ), sehingga electron yang lepas adalah atom Cl yang memiliki 1s, 2s, 2p, dan orbital 3syang terisi penuh tetapi hanya 5 elektron di subkulit 3p.elektron yang hilang oleh Na ini mudahditerima oleh Cl sehingga dapat memiliki lengkap enam 3p electron ke orbital 3p yangmemberikan Cl yang konfigurasi electron argon yang mempunyai muatan1. Pertukaran electron


8/39

dari natrium hingga klor menhasilkan konfigurasi electron yang stabil untuk kedua elemen dannatrium dan klorin dengan gaya yang berlawanan dan saling tarik menarik.

Sifat gaya tarik menarik antara na dan cl terjadi sesuai dengan hokum coloumb dan berbandingterbalik dengan jarak d antara pusat ion.

Dimana q+ dan q- adalah besaran pada kation dan aniom. Seperti pada gambar 3.4 yangmenunjukkan besarnya daya tarik antara na dan cl. Reaksi ini terjadi akibat tolakanyangdihasilakn ketika electron , anion dan kationnya mulai tumpah tindih. Besarnya gaya tolak

berasal dari fungsi invers negative dari jarak antara anion dan kation.

FR -n/d 1+n

Dimana sebuah interger tergantung pada jumlah kulit elektron . gaya tolak yang adakarena elektron pada kulit yang stabil pada kedua elemen tersebut memiliki muatan yang samadan tidak dapat menempati ruang yang sama. Distorsi dari bagian elektron melibatkan

peningkatan energi dan karena itu sehingga terjadi perlawanan. Besarnya F R untuk Na+-Cl

ditunjukkan oleh kurva yang lebih rendah yang ada dalam gambar 3.4a

Muatan gaya F adalah gaya tarik dan gaya tolak


9/39

F= F A + F R

Jarak seimbang antara Na + dan Cl - terjadi ketika F = 0. Yang terjadi pada sekitar 2,8 Aseperti yang ditunjukkan oleh kurva ketiga pada gambar 3.4. Pada jarak yang lebih baik, gayatariknya lebih besar, sedangkan pada jarak yang lebih kecil, gaya tolakna lebih besar.

Ikatan ion berdasarkan rasio memastikan bahwa muatan positif dan muatan negatif adalahsama. Beban harus seimbang. Untuk mineral halit, ini berarti bahwa Na + akan bereaksi denganCl - akan membentuk NaCl. Dalam mineral fluorit, harus ada dua F -agar bereaksi denganCa 2+ dan akan membentuk CaF2.

Ketika sementara bereaksi, ion bertindak seperti muatan yang diisi dan terikat bersama-samasecara sistematis dan simetris. kristal kimia kristal ionik memiliki ketahanan yang kuat untuk sliding bagian yang berbeda dari kristal melewati satu sama lain. memaksa masalah dapatmengakibatkan repture daripada deformasi ulet. Karena struktur seringkali cukup tertib,

kegagalan biasanya terjadi bersama pesawat belahan dada. Gambar ikatan 3.4 ion antara Na +dan Cl-. (a). FA menarik dan pasukan FR menjijikkan antara Na + dan Cl-ion. F kekuatan bersihadalah nol saat titik pusat ion berada pada jarak sekitar 2,8 A. pada jarak yang lebih besar adanya daya tarik bersih dan pada jarak yang lebih kecil sebuah tolakan bersih. (b) Na + dan Cl-ion pack bersama dalam wajah - berpusat kisi kubik dengan jarak sekitar 2,8 A.dan muatan negatif alternatif untuk membentuk kristal elektrik netral padat. Ini merupakan suatuyang rendah - konfigurasi energi, obligasi sehingga ion cukup kuat. Na dan Cl paket bersamadalam wajah - berpusat kisi kubik (Gambar 3.4 b) di mana setiap Na dikelilingi oleh enam Cldan setiap Cl dikelilingi oleh enam Na. Kristal ionik terikat cenderung rapuh. Upaya untuk merusak struktur kristal dan geser satu bagian dari kristal lalu lain akan mendekatkan kationterhadap kation dan anion terhadap anion. Karena seperti biaya saling tolak.

g. Ikatan Kovalen

Ikatan kovalen merupakan ikatan yang terbentuk dari penggunaan bersama elektron diantara atom-atom. Ikatan ini terbentuk ketika orbital dari dua atom saling melengkapi. Asalkan

bahwa orbital-orbital yang saling melengkapi tidak lebih dari 2 gabungan elektron, sehinggaelektron yang berada disekitar orbitalnya mulai berpindah di antara keduanya. Karena elektron-elektron yang tertarik ke inti keduanya adalah atom, maka ikatannya teteap. Kekuatan ikatankovalen merupakan fungsi dari derajat pada ikatan atom yang berdekatan,pasangan yang lebihmenghasilkan ikatan yang lebih kuat. Intan, tingkat pemakaian elektron bersamanya tinggisehingga menghasilkan ikatan yang kuat, sehingga memiliki kekerasan terbesar.

Intan tersusun dari karbon yang komfigurasi elektron dasarnya 1s 2 2s2 2p2. Konfigurasigas mulia yang stabil bisa saja memperoleh tambahan 4 elektron dari konfigurasi Ne ataumelepas 4 elektron dai konfigurasi He. Ikatan ionik tidak dimungkinkan sebab semua atomkarbon memilki konfigurasi elektron yang identik dan elektron valensi yang identik. Satu karbontidak dapat mencuri satu elektron dari atom lain untuk membentuk ion positif atau negatif.

Pada tingkat tenaga dasar (tidak terikat), karbon memiliki 2 elektron pada orbital 2s. dua

dari tiga orbital pada subkulit 2p memilki elektron tunggal dan yang ketiganya kosong. Jumlah


10/39

dari 4 elektron tambahan dibutuhkan subkulit 2p yang terisi penuh dan dibutuhkan konfigurasiyang stabil dai Ne. untuk membagi 4 elektron, empat pasangan orbital bebas berbeda harustersedia. Ini merupakan masalah sebab hanya 3 orbital 2p yang tersedia untuk dibagi. Orbital 2pyang keempat tidak mengandung elektron dan orbital 2s tidak dapat dibagi karena sudahlengkap. Untuk membuat 4 pasangan orbital bebas, dibuat orbital hybrid yang mengikuti:

a. Satu dari elektron-elektron orbital 2s dipertimbangkan untuk dikosongkan pada orbital2p; ini menyediakan 4 pasang orbital bebas yang dapat dibagi.

b. Karena masing-masing dari 4 ikatan karbon yang berdekatan harus diidentikkan,orbital pada subkulit 2s dan 2p dihibridisasikan pada 4 orbital sp 3 yang identik.

Masing-masing dari 4 orbital hybrid sp 3 dibagikan dengan orbital hybrid yang identik

pada setiap atom karbon yang berdekatan membentuk struktur kristal yang berlanjut dari intan.

Masing-masing dari ikatan kovalen ini , memsukkan ikatan sigma (), memiliki sudut simetri

yang besar di sekitar sumbu yang sejajar menuju ujung orbital yang berpasangan ujung denganujung.

Grafit memperlihatkan pola yang berbeda dari orbital hybrid. Ini juga berasal dari

karbon, tapi hanya orbital hybrid 2p x dan 2p y dengan orbital 2s membentuk hybrid 2p2. Atom

karbon mengikat 3 tetangganya dengan menggunakan 3 orbital hybrid 2sp 2 membentuk

lembaran karbon yang berlanjut. Orbital 2p z, diorientasikan pada sudut kanan lembar karbon,

membagikan elektron yang berbeda, dan membentuk apa yang disebut ikatan phi ().

Elektron-elektron yang terbentuk dari ikatan phi bisa saja berpindah antar atom

dengan mudah, secara efektif membentuk ikatan logam.

h. Ikatan logam

Ikatan logam bisa saja dimasukkan dalam ikatan kovalen yang mana elektron valensinya

tidak dibatasi dan bebas untuk berpindah antar atom melewati struktur kristal. Elektron

valensinya terbentuk dari perekat yang bergerak yang saling mempertahankan.


11/39

Bentuk ikatan logam dari beberapa faktor. Pertama karena elektron valensi yang tertahan

dengan lemah. Logam, yang memiliki keelektronegatfan rendah, melepaskan elektron

valensinya dengan mudah. Kedua, ikatan logam memberi ketika nomor elektron harus dibagimembentuk konfigurasi gas mulia yang cukup besar. Nonlogam dengan jelas hanya

membutuhkan 1 atau 2 elektron untuk stabil pada konfigurasi gas mulia dan umumnya

membentuk ikatan kovalen atau ionik. Pertimbangan ketiga adalah dengan adanya kecocokan

antara tingkat energi yang kosong dengan elektron valensi yang dapat berpidah.

Kebebasan dari pita energi yang dihasilkan oleh masing-masing subkulit meningkat

seperti dekatnya peningkatan atom-atom. Elektron menjadi bebas untuk berpindah melalui

strukturnya jika tingkat energi dari pita yang tidak penuh saling mengisi dengan pita yang penuhatau valensi subkulit terluar hanya sebagian yang terisi.

Magnesium mengilustrasikan pemakaian bersama dari pita-pita yang telah penuh. Ketika

atom Mg ditempatkan pada pada tempat yang terdekat maka menjadi logam magnesium, luas

dari pita energi meningkat sehingga pita 3s dan 3p saling mengisi. Karena semua pita 3s terisi

penuh pada semua atom Mg,

i. Hubungan Antara Ikatan Valensi

terdapat tiga jenis ikatan yaitu ionik, kovalen, dan logam, semua tergantung pada perolehankonfigurasi elektron stabil untuk atom yang terlibat. ikatan kimia banyak memiliki karakteristik misalnya pemberian antara anggota ionik, kovalen, dan logam. variasi ini dapat skematisdiilustrasikan dengan menempatkan tiga tipe obligasi di sudut-sudut segitiga (gambar 3.9).sebagai perkiraan, nilai elektronegativitas dapat digunakan untuk memperkirakan sifat suatuikatan kimia.

ikatan ion memerlukan pembentukan kation dan anionyang berlawanan ikatan , maka ikatan

ionik harus menjaga elektronegativitas dari ikatan elemen bersama yang sangat berbeda. ikatan


12/39

kovalen dan logam, bagaimanapun, melibatkan berbagi elektron antara atom dengan afinitas

yang sama untuk elektron dan karena itu perbedaan kecil atau nol dalam elektronegativitas

antara atom menggunakan logika ini, Pauling (1960) merancang suatu hubungan empiris antara

sebagian besar perbedaan elektronegativitas antara unsur-unsur dan karakteristik derajat ion

yang diproduksi antara elemen-elemen yang ditunjukkan pada Gambar 3.10. hubungan

matematis

Dari delapan elemen penting yang berlimpah di kerak bumi hanya oksigen terbentuk darianion dan mempunyai keelektro negatifan 3,5. Tujuh elemen lain ( Si,Al,Fe, Ca, Na, K, Mg )semuanya terbentuk dari kation lalu berikatan dengan oksigen dan mempunyaikeelektronegatifan antara 1,8 (Si) dan 0,8 (K ) ( Tabel 3.4 ). Berdasarkan 3.10 ikatan antarametal dan oksigen jaraknya 50 % dari ionic ( Si-O ) sampai 80% ionik ( K-O ). Bagaimana punmodel ikatan ionik bias disajikan layaknya sebagai taksiran pertama dari mineral penting dioksigen sebagai anion.

Native Element seperti intan dan grapit ( C ), sulfur ( S ), emas ( Au ), perak ( Ag ) dansebagainya terbentuk dari ikatan di mana keelektronegatifan bertentangan dari nol.

Ikatan Tidak Melibatkan Elektron Valensi

Ikatan yang tidak melibatkan electron valensi tergantung pada gaya elektrosatik yangrelative lemah yang dapat berkembang karena distrilisasi muatan asimetris. Ikatan ini kadang-kadang disebut sebagai molekul atau ikatan antar molekul. Dua mekanisme, distribusi muatanyang asimetris dikembangkan diilustrasikan oleh hydrogen dan ikatan Van Der Waals.

j. Ikatan Hidrogen

Es merupakan mineral yang paling sering dijumpai dalam semua ikatan hidrogen.

Komposisi dari es sendiri terdiri dari molekul h 2o yang berikatan dengan salju, gletser, serta es

batu yang biasa terdapat pada minuman dingin. Ikatan ini terjadi dikarenakan molekul dari es

tergolong polar. Dua atom hidrogen kovalen berikatan dengan masing masing atom oksigen

sehingga membentuk orbital 2p ( lihat gambar 3.11a ). Hal ini tidak lepas dari peranan oksigen

yang memiliki sifat keelektronegatifan yang sangat tinggi. Sehingganya wadah untuk pertukaranmaupun pengikatan elektron lebih besar daripada atom hidrogen. Hasil dari ikatan ini adalah

elektron yang bersifat polar yang terdapat dalam molekul air (lihat gambar 3.11b ). Pada

gambar, elektron h lebih dekat dengan positif, sedangkan elektron negatif kebalikannya

yaitu be rada didekat elektron o. Elektron positif dan negatif ini memiliki konsentrasi yang

berada di sudut dari tetrahedron. Temperaturnya sangat rendah (


13/39

heksagonal ) bersamaan dengan molekul-molekul air yang berikatan menjadi 4 bagian yang

saling berhubungan membentuk ikatan hidrogen.

k. Ikatan Van Der Waals

Ikatan Van der Waals juga tergantung pada distribusi muatan asimetris, namun asimetridiproduksi dengan cara yang berbeda. Pertimbangkan grafit, yang strukturnya terdiri darilembaran atom karbon yang kovalen terikat menggunakan kedua sigma dan ikatan pi. Ketika

posisi elektron dalam salah satu lembaran atom karbon rata-rata selama periode waktu, muatan pada satu sisi lembaran adalah sama dengan yang lain.Pada suatu instan, bagaimanapun, akanlebih banyak elektron pada satu sisi lembaran daripada yang lain, menghasilkan polarisasi positif

pada satu sisi dan negatif di sisi lain. Muatan positif bersih di salah satu sisi lembaran menarik elektron dari lembar tetangga, sehingga lembar tetangga juga menjadi terpolarisasi dalam artiyang sama.Hasilnya adalah daya tarik elektrostatik antara lembaran yang dihasilkan oleh

polarisasi jangka pendek lembar. Ikatan Van der Waals cukup lemah, dan mineral yang telahmereka, seperti grafit dan bedak, biasanya cukup empuk dan berminyak rasakan. Properti inidapat digunakan untuk keuntungan. Karena grafit yang lembut dan hitam, digunakan untuk membuat pensil, dan kemudahan yang lembaran slide karbon masa lalu sama lain, membuatgrafit pelumas berguna. Talk secara luas digunakan sebagai bedak karena sangat lembut danmembantu mencegah radang kulit tender. Kelemahan ini masalah rekayasa, yang dikenalsebagai tanah pembengkakan, yang akan dijelaskan dalam bab 13. Ini harus jelas dari diskusisebelumnya yang mineral mungkin memiliki beberapa jenis ikatan. Grafit misalnya, memilikiikatan sigma kovalen, obligasi pi dengan ikatan van der Waals. Lembar karbon yang terikatsecara internal oleh dan dan ikatan kovalen.Pada setiap instants lebih banyak elektron

bermuatan negatif pada satu sisi lembar dari yang lain, menghasilkan polarisasi. Polarisasi darisatu lembar menghasilkan polarisasi serupa. ikatan Van der Waals diproduksi oleh daya tarik elektrostatik yang lemah antara biaya yang berlawanan pada permukaan lembaran yang

berdekatan, menengah kovalen / karakter metalik, dan ikatan van der Waals

Van der Waals obligasi juga tergantung pada distribusi muatan asimetris, namun asimetridiproduksi dengan cara yang berbeda. Pertimbangkan grafit, yang strukturnya terdiri darilembaran atom karbon yang kovalen terikat menggunakan kedua sigma dan ikatan pi. Ketika

posisi elektron dalam salah satu lembaran atom karbon rata-rata selama periode waktu, muatan pada satu sisi lembaran adalah sama dengan yang lain.Pada suatu instan, bagaimanapun, akan

lebih banyak elektron pada satu sisi lembaran daripada yang lain, menghasilkan polarisasi positif pada satu sisi dan negatif di sisi lain. Muatan positif bersih di salah satu sisi lembaran menarik elektron dari lembar tetangga, sehingga lembar tetangga juga menjadi terpolarisasi dalam artiyang sama.Hasilnya adalah daya tarik elektrostatik aweak antara lembaran yang dihasilkan oleh

polarisasi jangka pendek lembar. Van der Waals obligasi cukup lemah, dan mineral yang telahmereka, seperti grafit dan bedak, biasanya cukup empuk dan berminyak rasakan. Properti inidapat digunakan untuk keuntungan. Karena grafit yang lembut dan hitam, digunakan untuk membuat pensil, dan kemudahan yang lembaran slide karbon masa lalu sama lain, membuatgrafit pelumas berguna. Talk secara luas digunakan sebagai bedak tubuh karena sangat lembutdan membantu mencegah radang kulit tender. Kelemahan ini masalah rekayasa, yang dikenal


14/39

sebagai tanah pembengkakan, yang akan dijelaskan dalam bab 13. Ini harus jelas dari diskusisebelumnya yang mineral mungkin memiliki beberapa jenis obligasi. Grafit misalnya, memilikiikatan sigma kovalen, obligasi pi dengan ikatan van der Waals. Lembar karbon yang terikatsecara internal oleh dan ikatan kovalen.Pada setiap instants lebih banyak elektron bermuatannegatif pada satu sisi lembar dari yang lain, menghasilkan polarisasi. Polarisasi dari satu lembar menghasilkan polarisasi serupa di negara-negara tetangganya. Van der Waals obligasidiproduksi oleh daya tarik elektrostatik yang lemah antara biaya yang berlawanan pada

permukaan lembaran yang berdekatan, menengah kovalen / karakter metalik, dan van der Waalsobligasi. Ikatan ini bukanlah ikatan yang bersifat ionic akan tetapi intermediet atau beradadiantara kovalen dan metalik, Suatu nomor atau jumlah sederhana dari ikatan ini bukanlahtersedia untuk menyediakan suatu ukuran yang menyangkut derajat tingkat covalent melainkanuntuk mengikat metalik. Bagaimanapun, unsur-unsur asli yang mempunyai suatu derajat tinggidapat mengikat metalik ( tembaga, emas, perak, dll.) yang secara khas dan secara relatif memiliki keelektronegatifan rendah ( 1,8-2,4) dan juga sebagai tambahan terhadap energy

orbital dan faktor yang lain dibahas di atas. Unsur yang bukan logam ( S,C) memilikikeelektronegatifan yang lebih tinggi (~ 25) dan bersifat kovalen yang dapat mengikat.

Perbedaan antara ikatan kimia yang bersifat ionik dengan kovalen pada dasarnyaterletak pada posisi elektronnya. pada ikatan kovalen yang normal, ada kemungkinan bahwaelectron valensinya ditemukan atau terletak pada berbagai pasangan atom. sama halnya pada

jenis ikatan ionic, ada kemungkinan bahwa electron valensinya ditemukan pada saat pengurangan orbital kation atau pada penambahan anion dan penambahan electron. pada Ikatanionic yang normal, electron valensinya terletak pada orbital anion yang tidak berasosiasi dengankation (anion dan kation berpisah). hal tersebut sebagaimana terlihat pada gambar 3.10 dan

gambar 3.4 menjelaskan bahwa ikatan ionic yang normal tidak mungkin ada karena perbedaankeelektronegatifannya tidak dapat ditentukan (tdak terbatas). bahkan ikatan ionic terkuatmempertahankan beberapa jenis kovalen.

Seperti ikatan metalik memiliki karakter yang efektif dengan jumlah atomnya dimanaelectron valensi dari dua atom kovalen digunakan untuk mengikat metalik di dalam kristal.Ikatan yang terbatas meluas dari metalik kearah ionic, biasanya terjadi akibat campuran logamdari unsur-unsur metalik yang berbeda. Jika keduanya merupakan suatu campuran logam yang

berbeda keelektronegatifannya, maka unsure yang lebih tinggi memiliki gaya gabung yang lebihdekat unuk electron yang mempunyai daya ikat lebih tinggi terhadap beberapa electron

valensinya.

Kristal dengan sifat ikatan ionic dan kovalen mempunyai daya hantar listrik yang rendahkarena electron valensinya terletak pada orbital yangspesifik. Daya hantar listrik akanmeningkat jika Kristal ini dipanaskan sebab energy panas akan meningkatkan energy dari

beberapa electron sehingga electron akan menjadi jalur penghantar potensial listrik.

Ikatan metalik mempunyai daya hantar elektrik tinggi sebab electron bebasnya berpindahtempat sepanjang struktur orbital penghantarnya. Konduktivitas elektrik ikatan metalik

berkurang ketika temperaturnya meningkat, sebab semakin besar vibrasi energi panasnya untuk menghalangi perpindahan elektronnya.


15/39

l. Ukuran dari Atom dan Ion

Pada pembahasan mengenai ikatan kimia, diasumsikan bahwa ion bertindak sebagailapisan kecil dan keras dengan muatan seperti kebanyakan ukuran kelereng atau bola . konsepdari model atom dan ion ini meskipun bermanfaat tetapi memiliki kekurangan yang cukup

signifikan. Kedudukan dari proton, neutron, dan electron terdiri atas atom bebas atau ion yangmerupakan penggambaran kemungkinanuan letak electron pada suatu tempat disekitar nucleus. Kemungkinan elektron ini tidak bebrbentuk bola kecuali electron yang terletak padakulit s. beberapa kemungkinan meskipun sedikit tetapi selalu ditemukan suatu electron pada

jarak agak jauh dari nucleus. Lebih lanjut, ikatan kimia ditemukan pada kebanyakan jenismineral yang melibatkan ikatan kovalen dimana orbital dekat dari atom atau ion untuk memungkinkan pembagian electron.


16/39

KEMENTERIAN PENDIDIKAN NASIONAL

UNIVERSITAS HASANUDDIN

FAKULTAS TEKNIK

JURUSAN TEKNIK GEOLOGIPROGRAM STUDI TEKNIK GEOLOGI

TUGAS IV MINERALOGI

KIMIA KRISTAL

NAMA: ABDUL HAFIDZ

STB: D611 10 901

MAKASSAR

2011


17/39



FAKULTAS TEKNIK


TUGAS IV MINERALOGI

KIMIA KRISTAL

NAMA: SUTRISNO

STB: D611 10 006

MAKASSAR

2011


18/39



FAKULTAS TEKNIK


TUGAS IV MINERALOGI

KIMIA KRISTAL

NAMA: ANNA ALNITA PABUBUNG

STB: D611 10 261

MAKASSAR

2011


19/39



FAKULTAS TEKNIK


TUGAS IV MINERALOGI

KIMIA KRISTAL

NAMA: GITA NIRMALA S

STB: D611 10 003

MAKASSAR

2011


20/39



FAKULTAS TEKNIK


TUGAS IV MINERALOGI

KIMIA KRISTAL

NAMA: FADLIAH

STB: D611 10 262

MAKASSAR

2011


21/39



FAKULTAS TEKNIK


TUGAS IV MINERALOGI

KIMIA KRISTAL

NAMA: DEVIWANTY E. PAKIDING

STB: D611 10 269

MAKASSAR

2011


22/39



FAKULTAS TEKNIK


TUGAS IV MINERALOGI

KIMIA KRISTAL

NAMA: BADARUDDIN

STB: D611 10 009

MAKASSAR

2011


23/39



FAKULTAS TEKNIK


TUGAS IV MINERALOGI

KIMIA KRISTAL

NAMA: ZULFIAH

STB: D611 10 903

MAKASSAR

2011


24/39



FAKULTAS TEKNIK


TUGAS IV MINERALOGI

KIMIA KRISTAL

NAMA: MUH. RESKIANTO I

STB: D611 10 256

MAKASSAR

2011


25/39



FAKULTAS TEKNIK


TUGAS IV MINERALOGI

KIMIA KRISTAL

NAMA: IRVAN P. PASOMBA

STB: D611 10 275

MAKASSAR

2011


26/39



FAKULTAS TEKNIK


TUGAS IV MINERALOGI

KIMIA KRISTAL

NAMA: APRIONO AIDIL

STB: D611 10 283

MAKASSAR

2011


27/39



FAKULTAS TEKNIK


TUGAS IV MINERALOGI

KIMIA KRISTAL

NAMA: SALEHA INDRA P

STB: D611 10 272

MAKASSAR

2011


28/39



FAKULTAS TEKNIK


TUGAS IV MINERALOGI

KIMIA KRISTAL

NAMA: ANUGRAH DWINAL

STB: D611 10 287

MAKASSAR

2011


29/39



FAKULTAS TEKNIK


TUGAS IV MINERALOGI

KIMIA KRISTAL

NAMA: ABDUL HAFIDZ

STB: D611 10 901

MAKASSAR

2011


30/39



FAKULTAS TEKNIK


TUGAS IV MINERALOGI

KIMIA KRISTAL

NAMA: ABDUL HAFIDZ

STB: D611 10 901

MAKASSAR

2011


31/39



FAKULTAS TEKNIK


TUGAS IV MINERALOGI

KIMIA KRISTAL

NAMA: ABDUL HAFIDZ

STB: D611 10 901

MAKASSAR

2011


32/39



FAKULTAS TEKNIK


TUGAS IV MINERALOGI

KIMIA KRISTAL

NAMA: ABDUL HAFIDZ

STB: D611 10 901

MAKASSAR

2011


33/39



FAKULTAS TEKNIK


TUGAS IV MINERALOGI

KIMIA KRISTAL

NAMA: MUHAMMAD ARDIANSYAH

STB: D611 10 253

MAKASSAR

2011


34/39



FAKULTAS TEKNIK


TUGAS IV MINERALOGI

KIMIA KRISTAL

NAMA: M. AHMAD

STB: D611 10 254

MAKASSAR

2011


35/39



FAKULTAS TEKNIK


TUGAS IV MINERALOGI

KIMIA KRISTAL

NAMA: ADHE SETIAWAN S.R

STB: D611 10 279

MAKASSAR

2011


36/39



FAKULTAS TEKNIK


TUGAS IV MINERALOGI

KIMIA KRISTAL

NAMA: HARDIANSYAH P. UTOMO

STB: D611 10 264

MAKASSAR

2011


37/39



FAKULTAS TEKNIK


TUGAS IV MINERALOGI

KIMIA KRISTAL

NAMA: MUH. NAHRY FAUZAN

STB: D611 10 267

MAKASSAR

2011


38/39



FAKULTAS TEKNIK


TUGAS IV MINERALOGI

KIMIA KRISTAL

NAMA: SANHEALDY

STB: D611 10 284

MAKASSAR

2011


39/39

kimia kristal

Documents