Kristal Stone

KRISTAL

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Kristal adalah suatu padatan yang atom, molekul, atau ion penyusunnya terkemas secara teratur dan polanya berulang melebar secara tiga dimensi.        Secara umum, zat cair membentuk kristal ketika mengalami proses pemadatan. Pada kondisi ideal, hasilnya bisa berupa kristal tunggal, yang semua atom-atom dalam padatannya "terpasang" pada kisi atau struktur kristal yang sama, tapi, secara umum, kebanyakan kristal terbentuk secara simultan sehingga menghasilkan padatan polikristalin. Misalnya, kebanyakan logam yang kita temui sehari-hari merupakan polikristal.       Struktur kristal terjadi pada semua kelas material, dengan semua jenis ikatan kimia. Hampir semua ikatan logam ada pada keadaan polikristalin; logam amorf atau kristal tunggal harus diproduksi secara sintetis, dengan kesulitan besar.      Kristal ikatan ion dapat terbentuk saat pemadatan garam, baik dari lelehan cairan maupun kondensasi larutan. Kristal ikatan kovalen juga sangat umum. Contohnya adalah intan, silika dan grafit. Material polimer umumnya akan membentuk bagian-bagian kristalin, namun panjang molekul-molekulnya biasanya mencegah pengkristalan menyeluruh. Gaya Van der Waals lemah juga dapat berperan dalam struktur kristal. Contohnya, jenis ikatan inilah yang menyatukan lapisan-lapisan berpola heksagonal pada grafit.     
 

1.2  Rumusan Masalah

1.      Apakah yg dimaksud dengan ikatan ionik ?

2.      Apakah yang dimaksud dengan ikatan kovalen ?

3.      Apakah yang dimaksud dengan ikatan logam  ?

1.3  Tujuan

1.      Mengetahui ikatan ionik

2.      Mengetahui ikatan kovalen

3.      Mengetahui ikatan logam

BAB II

PEMBAHASAN

Atom terdiri atas inti atom bermuatan positif yang dikelilingi oleh sejumlah elektron (yang dianggap tidak bermassa), jumlah muatan elektron sama dengan muatan inti sehingga secara keseluruhan atom itu netral, dan tidak bermuatan. Elektron tersusun dalam beberapa tingkatan energi atau kulit energi. Kulit energi terluar mempunyai ikatan yang paling lemah dengan intinya. Memperlihatkan gambaran dua dimensi untuk magnesium, jenis atom logam yang memiliki dua elektron pada kulit terluar,  dan oksigen, atom unsur bukan logam yang mempunyai enam elektron pada kulit paling luar. Keduanya mempunyai dua elektron pada kulit yang paling dekat dengan intinya.

Kemampuan interaksi antar atom berkurang bila kulit terluar diduduki oleh delapan elektron. Atom yang tidak memiliki konfigurasi ini selalu berusaha untuk membentuk ikatan sedemikian rupa sehingga mencapai konfigurasi ini. Karakteristik inilah yang mendorong terbentuknya tiga jenis ikatan atom yaitu ikatan ionik, ikatan kovalen, dan ikatan logam.

1.      Ikatan Ionik

Ikatan ionik terbentuk dari ion positif dan negatif yaitu kation (+) dan anion (-), Hal ini sesuai dengan Hukum Coulomb. Ikatan ionik dihasilkan dari gaya elektrostatik dari muatan ion yang berbeda, sehingga gaya yang timbul dalam ikatannya sangat kuat yang salah satu sifat dari ikatan ionik ini adalah membentuk padatan atau kristal. Sehingga dapat dikatakan bahwa kristal ionik dibentuk dari ion-ion yang berikatan secara ionik.

Dua struktur kristal yang sama ditemukan mempunyai ikatan ionik, seperti Natrium Klorida dan Cesium Chloride.

Untuk sebagian besar unsur, proses pelepasan atau penambatan electron adalah proses endotermik (membutuhkan energi). Ini berarti bahwa bentuk ion adalah kurang stabil dibandingkan atom yang tak bermuatan. Senyawa yang memiliki derajat paling tinggi dalam ikatan ionik adalah yang terbentuk oleh reaksi antara unsur alkali dengan halogen.

Contoh: Na+ + Cl- NaCl.

Keduanya memiliki perbedaan elektronegativitas yang besar, sehingga pasangan elektron yang membentuk ikatan lebih banyak tertarik oleh atom Cl. Makin besar perbedaan elektronegatifitasnya makin besar pula karakter ioniknya. Namun ada kekecualian untuk F dan Cs, F memiliki elektronegatifitas paling kuat, sedang Cs memiliki elektronegatifitas paling lemah, sehingga ikatannya tidak sepenuhnya ionik. Bagaimanapun juga ikatan kovalen murni ada dalam molekul yang tersusun oleh molekul yang sama (H2, Cl2, C-C) atau molekul yang tersusun dari atom yg memiliki elektronegatifitas yang hamper sama, contoh: C-H.

Dalam bentuk padat, struktur ionik seperti NaCl, setiap Na+ dikelilingi oleh 6 Cl pada jarak yang sama, setiap Cl- dikelilingi oleh 6 Na+ juga pada jarak yang sama, yang menunjukkan bahwa setiap Na+ ditarik oleh 6 Cl- dengan kekuatan yang sama, setiap Cl- juga ditarik oleh 6 Na+ dengan kekuatan yang sama. Bentuk pada ini hanya larut dalam pelarut polar (air) yang dapat memutus ikatan ionic dengan sifat polaritasnya dan membentuk ion hidrat (ion yang diseliputi dengan mantel air).

2.      Ikatan Kovalen

Ikatan kovalen terjadi antara atom dengan empat elektron atau lebih pada kulit terluarnya, suatu kondisi yang dijumpai pada unsur bukan logam. Sebuah atom tak mungkin menampung semua elektron kulit terluar atom lain. Sekiranya hal itu terjadi, maka kulit elektron terluarnya akan kelebihan elektron (jumlah ideal adalah delapan elektron). Bila terdapat empat efektron atau lebih pada kulit terluar, atom sedemikian rupa sehingga mereka dapat berbagi elektron luar

             Bahan yang mempunyai ikatan kovalen dapat berbentuk gas, cairan, atau padatan dan ikatan ini merupakan ikatan yang kuat. Untuk penerapan di bidang teknik, kita mengambil contoh yang relevan, misaInya karbon. Atom karbon mempunyai empat elektron pada kulit terluarnya. Agar jumlah elektron tersebut mencapai delapan, karbon dapat bersenyawa dengan atom karbon lainnya atau dengan empat buah atom berelektron tunggal            (pada kulit terluar) seperti hidrogen. Dengan hidrogen, karbon akan membentuk metana (CH₄). Dengan dua atom yang mempunyai elektron ganda (pada kulit terluanya) seperti oksigen, karbon membentuk dioksida karbon (CO₂).

Dengan atom karbon lain, akan terbentuk dua jenis kristal karbon. Bentuk pertama adalah intan. Intan mempunyai struktur kubik dengan atom pada posisi rangkaian tetragonal, sedangkan bentuk kedua mempunyai atom karbon dalam rangkaian bidang heksagonal dan disebut grafit. Grafit dikenal dengan sifat pelumasnya akibat susunan bidangnya yang dapat saling bergeseran. Walaupun atom karbon dikelilingi oleh delapan elektron, jenis ikatannya agak berbeda. Jarak antar bidang lebih besar daripada jarak antar atom dalam bidang itu sendiri, sehingga gaya ikat antar bidang lemah. Selain itu, ikatan semacam ini menggunakan tiga elektron per atom, sedangkan elektron keempat bebas atau dapat bergerak dalam bidang yang sejajar dengan kulit.

Atom karbon yang membentuk ikatan dengan atom lain seperti hidrogen sering kali membentuk rantai atau untai yang panjang. Ikatan antar atom yang seperti rantai ini (yang disebut struktur polimer ) tidak selalu mencerminkan sifat ikatan kovalen karena, meskipun kuat, rantai juga fieksibel dan ikatan antar rantai yang berdekatan lemah.

3.      Ikatan Logam

Logam mempunyai beberapa sifat yang unik seperti mengkilat, menghantarkan arus listrik  atau panas, dapat ditempa, ditarik, dan dibengkokkan. Sifat – sifat logam tersebut tidak dapat di jelaskan dengan menggunakan teori ikatan ionik dan ikatan kovalen.

            Logam tersusun secara teratur dalam suatu kisi kristal yang terdiri dari ion – ion positif logam di dalam lautan elektron. Lautan elektron tersebut merupakan elektron valensi dari masing – masing atom yamg saling tumpang tindih. Masing – masing elektron valensi tersebut dapat bergerak bebas mengelilingi inti atom yang ada dalam Kristal tersebut dan tidak hanya terpaku pada salah satu inti atom. Gaya tarik inti atom – atom logam dengan lautan elektron mengakibatkan terjadinya ikatan logam.

            Pada ikatan logam terdapat elektron yang bebas mengeliling inti , inti tersusun secara teratur dikelilingi elektron – elektron. Elektron bebas yang mengelilingi inti itu tidak terikat pada salah satu inti, hingga mudah pindah – pindah ke tempat – tempat yang energinya rendah. Dengan adanya elektron yang tidak terikat secara khusus pada inti tertentu, maka ikatan  logam itu kuat dan logam tersebut mudah menghantarkan listrik.

Elektron yang paling luar pada sebagian besar logam biasanya mempunyai hubungan yang tidak erat dengan ini karena letaknya yang jauh dari muatan positif inti. Semua elektron valensi logam-logam bergabung membentuk lautan elektron yang bergerak bebas di antara inti atom. Elektron yang bergerak bebas beraksi sebagai ikatan terhadap ion bermuatan positif. Ikatan logam tidak mempunyai arah. Akibatnya, ikatan tidak rusak ketika logam ditempa.

Skema ikatan logam dapat dilihat pada gambar di bawah ini. Elektron valensi menjadi terdisosiasi dengan inti atomnya dan membentuk lautan elektron.

Pada umumya Ikatan logam adalah ikatan yang terbentuk akibat adanya gaya tarik – menarik antara muatan positif dari ion – ion logam dengan muatan negatif dari elekton – elektron yang bebas bergerak dalam logam tersebut.

Berdasarkan pernyataan dan penjelasan diatas  maka  defenisi ikatan logam dapat di kembangkan sebagai berikut :

1.      Ikatan logam adalah ikatan yang disebabkan oleh adanya elektron valensi suatu logam yang tidak terarah . Misalnya pada logam Li memiliki struktur 1s² 2s¹. Elektron 1s²  terdapat dalam orbital yang terarah sedangkan elektron dalam 2s¹ terdapat pada orbital tidak terarah. Elektron 2s inilah yang akan membentuk ikatan.

2.       Ikatan logam adalah ikatan yang disebabkan oleh tumpang tindih orbital valensi dari atom-atom logam. Akibatnya elektron-elektron yang ada pada orbitalnya dapat berpindah ke orbital valensi atom tetangganya.

3.       Ikatan logam adalah ikatan antara inti positif unsur logam di dalam lautan elektron yang dihasilkan oleh elektron valensi unsur logam yang bersangkutan.

Contoh ikatan logam pada logam Natrium

Natrium memiliki konfigurasi elektron 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹. Tiap atom Natrium tersentuh oleh delapan atom natrium yang lainnya dan terjadi pembagian (sharing) antara atom tengah dan orbital 3s di semua delapan atom yang lain. Dan tiap atom yang delapan ini disentuh oleh delapan atom natrium lainya secara terus menerus hingga diperoleh seluruh atom dalam bongkahan natrium. Semua orbital 3s dalam semua atom saling tumpang tindih untuk memberikan orbital molekul dalam jumlah yang sangat banyak yang memeperluas keseluruhan tiap bagian logam.

Elektron dapat bergerak dengan leluasa diantara orbital-orbital molekul tersebut, dan karena itu tiap elektron menjadi terlepas dari atom induknya. Logam terikat bersamaan melalui kekuatan daya tarik yang kuat antara inti positif dengan elektron yang terdelokalisasi.