susunan atom dalam benda padat

SUSUNAN ATOM DALAM
BENDA PADAT
1.
2.
3
3.
4.
5.
6
6.
7.
Irfa Hambali
Rezki Al Khairi
M Cakra Megasakti
M.
Junedi Ramdoner
Priselort D
Joko Prianto
Venti Nuryati
Anggota Kelompok 1
Joko Prianto
Venti Nuryati
Irfa Hambali
Rezki Al Khairi
Junedi Ramdoner
Muhammad Cakra
Prisselort D
Materi
1
1.
2.
3.
4
4.
Zat Padat
Difraksi Sinar X
Ikatan pada zat Padat
Ketidaksempurnaan
K tid k
b
benda
d padat
d t
ZAT PADAT
Sifat sifat zat padat bergantung pada:
‰ Jenis atom penyusunnya
‰ Struktur materialnya
Berdasarkan struktur atom dalam zat padat
dikenal dua macam zat padat, yaitu kristal
dan amorf.
amorf
Kristal dan Amorf
• Kristal :
Molekulnya tersusun secara berulang dan
teratur dalam rantai yang panjang
panjang..
Contoh : Besi
Besi,, tembaga
tembaga,, dll
• Amorf :
Molekulnya tersusun dengan keteraturan
yang pendek
pendek..
Contoh : Gelas,
Gelas, plastik dll
Perhatikan perbedaan susunan atom antara kristal dan
amorf
Kristal
Amorf
ZAT PADAT
Berdasarkan jenis materialnya kristal dapat
dibagi menjadi:
– Kubik
– Bukan Kubik
• Hexagonal
• Tetragonal
• Ortorombik
• Kristal Kubik
– Pola yang sama sepanjang ketiga sumbu tegak
lurusnya
– a1 = a2 = a3
– Sudut antara ketiga sumbu kristal tersebut sama
dengan 90o
• Kristal Bukan Kubik
– pola pengulangannya tidak sama dalam ketiga arah
koordinatnya
y
– sudut antara ketiga sumbu kristal tersebut tidak sama
dengan 90o
Sistem Kristal
Sistem
Sumbu
Axes
Kubik
a = b = c
α = β = γ = 90o
Tetragonal
a = b ≠ c
α = β = γ = 90o
Ortorombik
a ≠ b ≠ c
α = β = γ = 90o
Monoklinik
a ≠ b ≠ c
α = γ = 90o ≠ β
Triklinik
a ≠ b ≠ c
α ≠ β ≠ γ ≠ 90o
Hexagonal
a = b ≠c
α = β = 90o; γ = 120o
Rombohedral
a = b ≠ c
α = β = γ ≠ 90o
Kisi Kubik
• Suatu pola yang berulang dalam bentuk 3
dimensi yang terbentuk dalam kristal
• Kristal kubik terdiri dari 3 bentuk kisi
– Kubik sederhana
– Body centered cubic structure/kubik
pemusatan ruang (kpr)
– Face centered cubicstructure/kubik pemusatan
sisi (kps)
Struktur Kubik Pemusatan Ruang
Struktur Kubik Pemusatan Sisi
DIFARKSI SINAR X
Difarksi dapat memastikan stuktur atomik dari kristal dan
mengambarkan tiga dimensi susunan sesungguhnya atom
atom itu.
itu
Contoh kristal NaCl :
d
Tiga Dimensi
Dua Dimensi
DIFARKSI SINAR X
• Difraksi sinar x salah satu cara untuk mengetahui sifatsifat bahan adalah dengan melihat susunan partikelnya
dikarenakan sinar x adalah g
gelombang
g elektomagnet
g
yang memiliki panjang gelombang lebih pendek
dibanding cahaya.
• Orang yang pertama kali berhasil melihat susunan
partikel dalam benda padat secara tidak langsung
adalah W.L.
WL
Bragg dan ayahnya Sir William
Brag.Mereka menemukan bahwa sinar x yang
ditembakkan pada suatu kristal akan didifraksikan dan
membentuk pola yang tertangkap pada plat film.
IKATAN PADA KRISTAL
Jenis Ikatan
Asal ikatan
Sifat
Sangat keras;titik lebur
tinggi;larut dalam sedikit
cairan; transparan terhadap
cahaya tampak
Kovalen
Patungan elektron
Ionik
Gaya tarik menarik elektrostatik
antara ion positif dan ion negatif
Keras; titk lebur tinggi;
mungkin larut dalam cairan
polar seperti air
Logam
Gaya tarik menarik elektrostatik
antara ion positif logam dengan
awan elektron
Berkilauan,;menghantarkan
kalor dan listrik dengan baik
Van der Waals
Gaya Van der Waals akibat
distribusi muatan yang tidak
simetris
Lunak; titik lebur dan titik
didih rendah ;larut dalam
cairan kovalen
Hidrogin
Gaya tarik menarik elektrostatik
kuat antara hidrogin pada satu
molekul dengan atom N, O atau
F
Lebih kuat dari ikatan Van der
Wals titik lebur dan titik
Wals,
adidih lebih tinggi dari ikatan
Van der Wals
Ketidaksempurnaan
p
benda p
padat
1 Cacat
1.
C
t Titik
Contoh:: Vakansi,
Contoh
Vakansi, InterstisiInterstisi-Diri,
Diri, impursitas bahan padat
Vakansi dan interstisi Diri
Impursitas bahan padat
Ketidaksempurnaan
p
benda p
padat
• Vakansi adalah kekosongan
g
sisi kisi,, y
yaitu sisi y
yang
g
seharusnya ditempati atom, kehilangan atomnya.
Vakansi terbentuk selama proses pembekuan, dan
j
juga
k
karena
getaran atom yang mengakibatkan
kib k
perpindahan atom dari sisi kisi normalnya. Contoh :
Proses Welding (Pengelasan)
Ketidaksempurnaan
p
benda p
padat
• Interstisi-Diri (self-interstitial) adalah sebuah
atom dari bahan kristal yang berdesakan ke
dalam sisi interstisi,, y
yaitu ruang
g kosong
g kecil
dimana dalam kondisi normal tidak diisi atom.
• Impuritas adalah atom asing yang hadir pada
material. Logam murni yang hanya terdiri dari
satu jenis atom adalah tidak mungkin. Impuritas
bisa menyebabkan cacat titik pada kristal.
kristal Contoh
: perak sterling adalah paduan 92,5% perak 7,5% tembaga dimana perak yang ditambahkan
tembaga akan menaikkan kekuatan mekaniknya
secara signifikan.
Ketidaksempurnaan
p
benda p
padat
2 Dislokasi
2.
Di l k i
Contoh:: Dislokasi sisi
Contoh
sisi,, dislokasi ulir dan dislokasi campuran
• Dislokasi sisi/pinggir adalah terdapatnya bidang
atom ekstra atau setengah bidang, dimana sisinya
terputus di dalam kristal.
• Dislokasi ulir terbentuk karena gaya geser yang
diberikan menghasilkan distorsi. Daerah depan
bagian atas kristal tergeser sebesar satu atom
kekanan relatif terhadap bagian bawah.
bawah
• Jika pada material dijumpai kedua jenis dislokasi
diatas maka disebut material mempunyai dislokasi
campuran. Contoh : welding process
Ketidaksempurnaan
p
benda p
padat
3. Cacat Antar Muka dan Cacat Bulk atau volume
• Cacat antar muka adalah batas yang
mempunyai dua dimensi yang biasanya
memisahkan daerah-daerah pada material
yang mempunyai struktur kristal dan/atau
orientasi kristalografi yang berbeda. Cacat
jjenis ini antara lain: p
permukaan luar,, batas
butir, batas kembar, kesalahan tumpukan
dan batas fasa.
Ketidaksempurnaan
p
benda p
padat
Cacat lainnya yang ada pada semua material padat
dimana cacat ini lebih besar dari yang sudah
dibicarakan adalah pori,
pori retak,
retak inklusi benda asing
dan fasa-fasa lainnya. Cacat-cacat ini timbul
biasanya selama tahap-tahap proses dan pabrikasi.
pabrikasi
sisi
ulir
campuran
Ketidaksempurnaan
p
benda p
padat
Faktor-faktor penyebab ketidaksempurnaan :
1. Suhu
2 Listrik
2.
3. Pabrikan (Getaran dan Tekanan)
4 Inklusi benda asing,
4.
asing dsb
Tanya Jawab
•
Perbedaan polikristal dan monokristal ?
Jawab :
Monokristal (Mono-crystalline)
Merupakan
p
panel yyang
p
g p
paling
g efisien yyang
g dihasilkan dengan
g
teknologi
g
terkini & menghasilkan daya listrik persatuan luas yang paling tinggi.
Monokristal dirancang untuk penggunaan yang memerlukan konsumsi listrik
besar pada tempat-tempat yang beriklim ekstrim dan dengan kondisi alam
yang sangat ganas. Memiliki efisiensi sampai dengan 15%. Kelemahan dari
panel jenis ini adalah tidak akan berfungsi baik ditempat yang cahaya
mataharinya kurang (teduh), efisiensinya akan turun drastis dalam cuaca
berawan.
Polikristal (Poly-crystalline)
Merupakan
p
panel surya
p
y yyang
g memiliki susunan kristal acak karena
dipabrikasi dengan proses pengecoran. Type ini memerlukan luas
permukaan yang lebih besar dibandingkan dengan jenis monokristal untuk
menghasilkan
g
daya
y listrik yyang
g sama. Panel suraya
y jjenis ini memiliki
efisiensi lebih rendah dibandingkan type monokristal, sehingga memiliki
harga yang cenderung lebih rendah.
Tanya Jawab
•
Mengapa monokristal lebih awet dibanding polikristal?
Jawab :
Silikon monokristal inilah yang digunakan untuk bahan dasar
semikonduktor pada mikrochip, prosesor, transistor, memori dan
sebagainya. Keadaannya yang monokristal (mengandung hanya satu
kristal tunggal) membuat silikon monokristal nyaris tanpa cacat dan
sangat baik tingkat hantar listrik dan panasnya. Sel surya akan bekerja
dengan sangat baik dengan tingkat efisiensi
f
yang tinggi jika
menggunakan silikon jenis ini.
Terima Kasih