kuis zat padat

 

Nama : Agnes Putri Sunardi

Nim   : 200203001

Prodi : Fisika

Dosen Pengampu : Romi Fadli syahputra M.Si

 

1.      Berikan penurunan rumus konstanta kisi untuk besi dalam bentuk kristal BCC

·         Vektor transisi primitive dari BCC

 

                                

                       

                       

 

·         Volume sel primitive BCC adalah

                       

 

·         Vektor transisi primitive dari sisi balik BCC

 Untuk b1                                                                   Untuk b3

                                                      

                                      

                                            

                                                       

 

Untuk b2

           

           

           

           

 

·         Vektor kisi balik secara umum                                             

           

           

           

 

·         Zona Brillouin pertama BCC adalah bidang normal dari 12 vector kisi berikut

                                   

                                   

·         Volume sel primitive adalah

                                   

 

2.      Bandingkan tingkat kekuatan semua ikatan kristal (ionik, kovalen, metalik, campuran)!

 

IONIK	KOVALEN	METALIK	CAMPURAN
Terdiri dari ion-ion	Terdiri dari atom-atom netral	Terdiri atas molekul-molekul	Terdiri atas kation-kation
Terikat oleh gaya elektrostatis	Terikat oleh ikatan kovalen	Terikat oleh gaya tarik lemah	Terikat oleh ikatan logam
Ex : NaCa	Ex : berlian	Ex : senyawa organik	Ex : CU2Fe

 

ikatan ionik Ikatan ion merupakan sejenis interaksi elektrostatik antara dua atom yang memiliki perbedaan elektronegativitas yang besar. Tidaklah terdapat nilai-nilai yang pasti yang membedakan ikatan ion dan ikatan kovalen, tetapi perbedaan elektronegativitas yang lebih besar dari 2,0 bisanya disebut ikatan ion, sedangkan perbedaan yang lebih kecil dari 1,5 biasanya disebut ikatan kovalen. Ikatan ion menghasilkan ion-ion positif dan negatif yang berpisah. Muatan-muatan ion ini umumnya berkisar antara -3 e sampai dengan +3e . ikatan ionik, yaitu ikatan kimia (gaya tarik-menarik yang kuat yang tetap menyatukan dua unsur kimia) yang berasal dari gaya tarik elektrostatik (gaya tarik-menarik dari muatan-muatan yang berlawanan) antara kation dan anion. Senyawa yang memiliki ikatan ionik sering disebut garam. Pada natrium klorida (NaCl), susunan antara ion Na+ dan Cl– membentuk pola yang berulang dan teratur (disebut struktur kristalin). Jenis garam yang berbeda memiliki struktur kristalin yang berbeda. Kation dan anion dapat memiliki lebih dari satu muatan positif atau negatif bila kehilangan atau mendapatkan lebih dari satu elektron. Dengan demikian, mungkin dapat terbentuk berbagai jenis garam dengan rumus kimia yang bervariasi.

Proses dasar yang terjadi ketika natrium klorida terbentuk juga terjadi ketika garam-garam lainnya terbentuk. Unsur logam akan kehilangan elektron membentuk kation dan unsur nonlogam akan mendapatkan elektron membentuk anion. Gaya tarik-menarik antara muatan positif dan negatif menyatukan partikel-partikel dan menghasilkan senyawa ionik.

Secara umum, muatan ion yang dimiliki suatu unsur dapat ditentukan berdasarkan pada letak unsur tersebut pada tabel periodik. Semua logam alkali (unsur IA) kehilangan satu elektron untuk membentuk kation dengan muatan +1. Logam alkali tanah (unsur IIA) kehilangan dua elektronnya untuk membentuk kation +2. Aluminium yang merupakan anggota pada golongan IIIA kehilangan tiga elektronnya untuk membentuk kation +3.

Dengan alasan yang sama, semua halogen (unsur VIIA) memiliki tujuh elektron valensi. Semua halogen mendapatkan satu elektron untuk memenuhi kulit valensi sehingga membentuk anion dengan satu muatan negatif. Unsur VIA mendapatkan dua elektron untuk membentuk anion dengan muatan -2 dan unsur VA mendapatkan tiga elektron untuk membentuk anion dengan muatan -3.

Ikatan kovalen adalah sejenis ikatan kimia yang memiliki karakteristik berupa pasangan elektron yang saling terbagi (pemakaian bersama elektron) di antara atom-atom yang berikatan. Singkatnya, stabilitas tarikan dan tolakan yang terbentuk di antara atom-atom ketika mempergunakan bersama elektron dikenal sebagai ikatan kovalen.Ikatan kovalen termasuk di dalamnya berbagai jenis ikatan, yaitu ikatan sigma, ikatan pi, ikatan logam-logam, interaksi agostik, dan ikatan

 tiga pusat dua elektron. Istilah bahasa Inggris untuk ikatan kovalen, covalent bond, pertama kali muncul pada tahun 1939. Awalan co- berarti bersama-sama, berasosiasi dalam sebuah aksi, berkolega, dll.; sehingga "co-valent bond" artinya adalah atom-atom yang saling berbagi "valensi", seperti yang dibahas oleh teori ikatan valensi. Pada molekul H2, atom hidrogen berbagi dua elektron via ikatan kovalen. Kovalensi yang sangat kuat terjadi di antara atom-atom yang memiliki elektronegativitas yang mirip. Oleh karena itu, ikatan kovalen tidak seperlunya adalah ikatan antara dua atom yang berunsur sama, melainkan hanya pada elektronegativitas mereka. Oleh karena ikatan kovalen adalah saling berbagi elektron, maka elektron-elektron tersebut perlu ter-delokalisasi. Lebih jauh lagi, berbeda dengan interaksi elektrostatik ("ikatan ion"), kekuatan ikatan kovalen bergantung pada relasi sudut antara atom-atom pada molekul poliatomik.

Ikatan kovalen dibagi menjadi dua, yaitu ikatan kovalen polar dan ikatan kovalen nonpolar. Ikatan kovalen polar terjadi jika salah satu atom yang berikatan mempunyai elektronegativitas yang jauh lebih besar daripada yang lain. Ikatan kovalen nonpolar terjadi jika kedua atom berikatan mempunyai afinitas elektron yang sama.

Diagram MO yang melukiskan ikatan kovalen (kiri) dan ikatan kovalen polar (kanan) pada sebuah molekul diatomik. Panah-panah mewakili elektron-elektron yang berasal dari atom-atom yang terlibat.

Istilah bahasa Inggris "covalence" pertama kali digunakan pada tahun 1919 oleh Irving Langmuir di dalam artikel Journal of American Chemical Society yang berjudul The Arrangement of Electrons in Atoms and Molecules.

Gagasan ikatan kovalen dapat ditilik beberapa tahun sebelum 1920 oleh Gilbert N. Lewis yang pada tahun 1916 menjelaskan pembagian pasangan elektron di antara atom-atom. Dia memperkenalkan struktur Lewis atau notasi titik elektron atau struktur titik Lewis yang menggunakan titik-titik di sekitar simbol atom untuk mewakili elektron valensi terluar atom. Pasangan elektron yang berada di antara atom-atom mewakili ikatan kovalen. Pasangan berganda mewakili ikatan berganda, seperti ikatan rangkap dua dan ikatan rangkap tiga. Terdapat pula bentuk alternatif lainnya di mana ikatan diwakili sebuah garis.

Konsep awal ikatan kovalen berawal dari gambar molekul metana sejenis ini. Ikatan kovalen tampak jelas pada struktur Lewis, mengindikasikan pembagian elektron-elektron di antara atom-atom.

Ketika gagasan pembagian pasangan elektron memberikan gambaran kualitatif yang efektif akan ikatan kovalen, mekanika kuantum diperlukan untuk mengerti sifat-sifat ikatan seperti ini dan memprediksikan struktur dan sifat molekul sederhana. Walter Heitler dan Fritz London sering diberi kredit atas penjelasan mekanika kuantum pertama yang berhasil menjelaskan ikatan kimia, lebih khususnya ikatan molekul hidrogen pada tahun 1927. Hasil kerja mereka didasarkan pada model ikatan valensi yang berasumsi bahwa ikatan kimia terbentuk ketika terdapat tumpang tindih yang baik di antara orbital-orbital atom dari atom-atom yang terlibat. Orbital-orbital atom ini juga diketahui memiliki hubungan sudut spesifik satu sama lain, sehingga model ikatan valensi dapat memprediksikan sudut ikatan yang terlihat pada molekul sederhana dengan sangat baik.

Derajat ikat atau orde ikat adalah sebuah bilangan yang mengindikasikan jumlah pasangan elektron yang terbagi di antara atom-atom yang membentuk ikatan kovalen. Istilah ini hanya berlaku pada molekul diatomik. Walaupun demikian, ia juga digunakan untuk mendeskripsikan ikatan dalam senyawa poliatomik.

Ikatan kovalen yang paling umum adalah ikatan tunggal dengan hanya satu pasang elektron yang terbagi di antara dua atom. Ia biasanya terdiri dari satu ikatan sigma. Semua ikatan yang memiliki lebih dari satu pasang elektron disebut sebagai ikatan rangkap atau ikatan ganda.Ikatan yang berbagi dua pasangan elektron dinamakan ikatan rangkap dua. Contohnya pada etilena. Ia biasanya terdiri dari satu ikatan sigma dan satu ikatan pi.

Ikatan yang berbagi tiga pasang elektron dinamakan ikatan rangkap tiga. Contohnya pada hidrogen sianida. Ia biasanya terdiri dari satu ikatan sigma dan dua ikatan pi.

Ikatan rangkap empat ditemukan pada logam transisi. Molibdenum dan renium adalah unsur yang umumnya memiliki ikatan sejenis ini. Contoh ikatan rangkap ditemukan pada Di-tungsten tetra(hpp).Tentu saja kebanyakan ikatan tidak ter-lokalisasikan, sehingga klasifikasi di atas, walaupun sangat berguna dan digunakan secara luas, hanya berlaku pada keadaan yang sempit. Ikatan tiga pusat juga tidak dapat diterapkan menggunakan konvensi di atas.Kebanyakan ikatan dapat dideskripsikan dengan menggunakan lebih dari satu struktur Lewis yang benar (misalnya pada ozon, O3). Dalam diagram lewis (LDS: Lewis dot structure) O3, atom pusat akan memiliki ikatan tunggal dengan satu atom dan ikatan rangkap dua dengan satu atom lainnya. Diagram LDS tidak dapat memberitahukan kita atom mana yang berikatan rangkap; atom pertama dan kedua yang berikatan dengan atom pusat memiliki probabilitas yang sama untuk memiliki ikatan rangkap. Dua struktur yang memungkinkan ini disebut sebagai struktur resonansi. Pada kenyataannya, struktur ozon adalah hibrid resonansi antara dua struktur resonansi yang memungkinkan. Daripada satu ikatan tunggal dan satu ikatan rangkap dua, sebenarnya terdapat dua ikatan 1,5 dengan kira-kira tiga elektron pada setiap atom.

Kasus resonansi yang khusus terlihat pada atom-atom yang membentuk cincin aromatik (contohnya benzena). Cincin aromatik terdiri dari atom-atom yang tersusun menjadi lingkaran (dihubungkan dengan ikatan kovalen) dan menurut LDS akan memiliki ikatan tunggal dan rangkap dua yang saling bergantian. Dalam kenyataannya, elektron-elektron cenderung secara merata berada di seluruh ruang cincin. Pembagian elektron pada struktur aromatik sering kali diwakili dengan cincin di dalam lingkaran atom.

Struktur titik Lewis (LDS) untuk molekul-molekul beresonansi diperlihatkan dengan menciptakan struktur titik untuk setiap bentuk yang memungkinkan, mengurung struktur-struktur tersebut, dan menghubungkan satu sama lain dengan tanda panah berkepala ganda.

Saat ini model ikatan valensi telah digantikan oleh model orbital molekul. Dalam model ini, setiap atom yang berdekatan akan memiliki orbital-orbital atom yang saling berinteraksi membentuk orbital molekul yang merupakan jumlah dan perbedaan linear orbital-orbital atom tersebut. Orbital-orbital molekul ini merupakan gabungan antara orbital atom semula dan biasanya berada di antara dua pusat atom yang berikatan.

Dengan menggunakan mekanika kuantum, adalah mungkin untuk menghitung struktur elektronik, aras energi, sudut energi, jarak ikat, momen dipol, dan spektrum elektromagnetik dari molekul sederhana dengan akurasi yang sangat tinggi. Jarak dan sudut ikat dapat dihitung seakurat yang diukur. Untuk molekul-molekul kecil, perhitungan tersebut cukup akurat untuk digunakan dalam menentukan kalor pembentukan termodinamika dan energi aktivasi kinetika.

 

Bagaimana Ikatan Metalik Bekerja

Tingkat energi terluar atom logam ( orbital s dan p ) saling tumpang tindih. Setidaknya satu elektron valensi yang berpartisipasi dalam ikatan logam tidak berbagi dengan atom tetangga, juga tidak hilang membentuk ion. Sebaliknya, elektron membentuk apa yang disebut "lautan elektron" di mana elektron valensi bebas berpindah dari satu atom ke atom lainnya.

Model lautan elektron adalah penyederhanaan yang berlebihan dari ikatan logam. Perhitungan berdasarkan struktur pita elektronik atau fungsi kerapatan lebih akurat. Ikatan logam dapat dilihat sebagai konsekuensi dari bahan yang memiliki lebih banyak keadaan energi terdelokalisasi daripada elektron yang terdelokalisasi (kekurangan elektron), sehingga elektron tak berpasangan yang terlokalisasi dapat menjadi terdelokalisasi dan bergerak. Elektron dapat mengubah keadaan energi dan bergerak di seluruh kisi ke segala arah.

Ikatan logam adalah jenis ikatan kimia yang terbentuk antara atom bermuatan positif di mana elektron bebas dibagi di antara kisi kation . Sebaliknya, ikatan kovalen dan ionik terbentuk antara dua atom diskrit. Ikatan logam adalah jenis ikatan kimia utama yang terbentuk antar atom logam.

Ikatan logam terlihat pada logam dan paduan murni dan beberapa metaloid. Misalnya, graphene (alotrop karbon) menunjukkan ikatan logam dua dimensi. Logam, bahkan yang murni, dapat membentuk jenis ikatan kimia lain di antara atomnya. Misalnya, ion merkuri (Hg 2 2+ ) dapat membentuk ikatan kovalen logam-logam. Gallium murni membentuk ikatan kovalen antara pasangan atom yang dihubungkan oleh ikatan logam dengan pasangan sekitarnya.

Ikatan juga dapat berupa pembentukan gugus logam, di mana elektron yang terdelokalisasi mengalir di sekitar inti yang terlokalisasi. Pembentukan ikatan sangat bergantung pada kondisi. Misalnya, hidrogen adalah logam bertekanan tinggi. Saat tekanan berkurang, ikatan berubah dari logam menjadi kovalen nonpolar.

Mengaitkan Ikatan Logam dengan Sifat Logam

Karena elektron terdelokalisasi di sekitar inti bermuatan positif, ikatan logam menjelaskan banyak sifat logam antara lain :

                              1)            Konduktivitas listrik : Sebagian besar logam adalah konduktor listrik yang sangat baik karena elektron di lautan elektron bebas bergerak dan membawa muatan. Bukan logam konduktif (seperti grafit), senyawa ionik cair, dan senyawa ionik berair menghantarkan listrik untuk alasan yang sama — elektron bebas bergerak.

                              2)            Konduktivitas termal : Logam menghantarkan panas karena elektron bebas dapat mentransfer energi menjauh dari sumber panas dan juga karena getaran atom (fonon) bergerak melalui logam padat sebagai gelombang.Daktilitas Logam cenderung ulet atau dapat ditarik menjadi kabel tipis karena ikatan lokal antar atom dapat dengan mudah putus dan juga dibentuk kembali. Atom tunggal atau seluruh lembarannya dapat meluncur melewati satu sama lain dan membentuk kembali ikatan.

                              3)            Kelenturan : Logam sering kali dapat dibentuk atau mampu dibentuk atau ditumbuk menjadi suatu bentuk, sekali lagi karena ikatan antar atom mudah putus dan terbentuk kembali. Gaya pengikatan antar logam tidak searah, jadi menggambar atau membentuk logam kecil kemungkinannya untuk mematahkannya. Elektron dalam kristal dapat digantikan oleh yang lain. Selanjutnya, karena elektron bebas untuk menjauh dari satu sama lain, mengerjakan logam tidak akan memaksa ion bermuatan serupa, yang dapat memecah kristal melalui tolakan kuat.

                              4)            Kilau logam : Logam cenderung berkilau atau menampilkan kilau logam. Mereka menjadi buram setelah ketebalan minimum tertentu tercapai. Laut elektron memantulkan foton dari permukaan halus. Ada batas frekuensi atas cahaya yang dapat dipantulkan.

Tarikan yang kuat antar atom dalam ikatan logam membuat logam menjadi kuat dan memberikan kepadatan tinggi, titik leleh tinggi, titik didih tinggi, dan volatilitas rendah. Ada pengecualian. Misalnya merkuri adalah cairan dalam kondisi biasa dan memiliki tekanan uap yang tinggi. Faktanya, semua logam dalam kelompok seng (Zn, Cd, dan Hg) relatif mudah menguap.

Seberapa Kuat Ikatan Logam?

Karena kekuatan suatu ikatan bergantung pada atom partisipannya, maka sulit untuk menentukan peringkat jenis ikatan kimia. Ikatan kovalen, ionik, dan logam semuanya mungkin merupakan ikatan kimia yang kuat. Bahkan dalam logam cair, ikatan bisa kuat. Gallium, misalnya, tidak mudah menguap dan memiliki titik didih yang tinggi meskipun titik lelehnya rendah. Jika kondisinya tepat, pengikatan logam bahkan tidak membutuhkan kisi. Ini telah diamati pada kacamata, yang memiliki struktur amorf.

Ikatan campuran ion dan kovalen di dalam suatu molekul kadang-kadang terdapat ikatan kovalen Dan ikatan ion bahkan dapat juga terdapat ikatan ion dan kovalen dan ikatan kolavensi sekaligus untuk itu penggambaran struktur lewisnya harus jelas mana yang menjadi ion positif dan mana yang menjadi ion negatif contoh pada senyawa NH4CI, terjadi ikatan ion antara ion NH4+ dengan ion cl. Sedangkan ikatan kovalen koordinasi terjadi antara molekul NH3 dengan ion H+ . Ikatan kovalen terjadi antara atom N dengan atom H pada NH3.

 

3.      Jelaskan proses terbentuknya kristal es. Jelaskan pula efek “emosi” pada pembentukan kristal es

Proses terbentuknya kristal es, terbentuknya kristal es dari perbedaan tekanan suhu .Jika tekanan suhu meningkat maka:Dari kristal es menjadi cair Jika tekanan suhu menurun Maka akan terjadi pembekuan yaitu dari cair ke kristal Proses terbentuk nya kristal es dari udara yang dingin adalah disebabkan karena suhu yang mengalami penurunan (dingin) Kristal es dapat berubah menjadi wujud benda lain, jika suhu disekitar menjadi rendah maka suhu akan menurun dan membuat air menjadi terkontaminasi semakin dingin . Jika air yang berada pada suhu yang sangat rendah maka akan membuat air semakin lama semakin dingin dan membuat menjadi mengkristal (membeku) tekanan suhu meningkat, maka kristal es menjadi cair. Tetapi Jika tekanan suhu menurun, maka akan membeku ke bentuk kristal. terbentuknya kristal es dari perbedaan tekanan suhu . Jika tekanan suhu meningkat maka:Dari kristal es menjadi cair Jika tekanan suhu menurunMaka akan terjadi pembekuan yaitu dari cair ke kristal Proses terbentuk nya kristal es dari udara yang dingin.

 

Efek emosi pada pembentukan kristal es :

1.      Rerumputam bisa mati akibat salju es yang dingin.

2.       Bunga es juga dapat memengaruhi makanan Anda dan menyebabkan kondisi yang dikenal sebagai freezer burn.

 

Hal ini disebabkan oleh beberapa faktor, termasuk dehidrasi akibat perubahan suhu di dalam freezer, paparan udara, dan makanan yang terlalu lama berada di dalam freezer. Saat kelembapan menguap dari makanan, kristal es terbentuk di permukaannya. Freezer burn memengaruhi rasa makanan Anda dan dapat menyebabkan hilangnya makanan. Mencegah bunga es.Untuk mencegah bunga es yang terlalu banyak, jaga agar pintu tetap tertutup, karena membuka pintu freezer memungkinkan udara dingin keluar dan menyebabkan kelembapan dan akhirnya berubah menjadi bunga es. Sebagai aturan umum, freezer harus diisi dengan dua hingga tiga pon makanan per kaki kubik ruang. Bunga es dapat menumpuk dengan mudah di freezer yang terlalu kosong atau terlalu penuh.Menghindari menyimpan makanan panas juga dapat mencegah terjadinya bunga es yang berlebih, karena makanan panas dapat menyebabkan kelembaban. Jika Anda memiliki makanan panas yang perlu dibekukan, biarkan dingin sebelum dimasukkan ke dalam kulkas.Kemudian gunakan wadah penyimpanan yang tepat merupakan salah satu cara mudah untuk menghindari penumpukan bunga es pada makanan Anda.Jika Anda menggunakan wadah plastik, ukurannya harus sesuai dengan jumlah makanan di dalamnya, tanpa banyak ruang ekstra untuk udara.Yang harus diperhatikan adalah suhu frezzer harus sekitar nol derajat Fahrenheit. Anda dapat menggunakan termostat freezer untuk memantau suhu.