SUSUNAN ATOM DALAM BENDA PADATBENDA PADAT

1. Irfa Hambali2. Rezki Al Khairi3 M Cakra Megasakti3. M. Cakra Megasakti4. Junedi Ramdoner5. Priselort D6 Joko Prianto6. Joko Prianto7. Venti Nuryati

Anggota Kelompok 1Anggota Kelompok 1

Joko Prianto Irfa Hambali Venti Nuryati

Rezki Al Khairi

Junedi Ramdoner Muhammad Cakra

Prisselort D

MateriMateriMateriMateri

11 Zat PadatZat Padat1.1. Zat PadatZat Padat2.2. Difraksi Sinar XDifraksi Sinar X3.3. Ikatan pada zat PadatIkatan pada zat Padat44 K tid k b d d tK tid k b d d t4.4. Ketidaksempurnaan benda padatKetidaksempurnaan benda padat

ZAT PADATZAT PADAT

Sifat sifat zat padat bergantung pada:Jenis atom penyusunnyaJenis atom penyusunnyaStruktur materialnya

Berdasarkan struktur atom dalam zat padatBerdasarkan struktur atom dalam zat padat dikenal dua macam zat padat, yaitu kristaldan amorfdan amorf.

Kristal dan AmorfKristal dan AmorfKristal dan AmorfKristal dan Amorf

•• KristalKristal ::•• KristalKristal : : MolekulnyaMolekulnya tersusuntersusun secarasecara berulangberulang dandanteraturteratur dalamdalam rantairantai yang yang panjangpanjang..ContohContoh :: BesiBesi tembagatembaga dlldllContohContoh : : BesiBesi, , tembagatembaga, , dlldll

•• AmorfAmorf ::MolekulnyaMolekulnya tersusuntersusun dengandengan keteraturanketeraturanyangyang pendekpendekyang yang pendekpendek..ContohContoh : : GelasGelas, , plastikplastik dlldll

Perhatikan perbedaan susunan atom antara kristal dan amorfamorf

Kristal Amorf

ZAT PADATZAT PADAT

Berdasarkan jenis materialnya kristal dapat dibagi menjadi:–KubikKubik–Bukan Kubik

• Hexagonal• Hexagonal• Tetragonal• Ortorombik• Ortorombik

• Kristal Kubik• Kristal Kubik– Pola yang sama sepanjang ketiga sumbu tegak

lurusnyalurusnya– a1 = a2 = a3

– Sudut antara ketiga sumbu kristal tersebut samaSudut antara ketiga sumbu kristal tersebut sama dengan 90o

• Kristal Bukan Kubik– pola pengulangannya tidak sama dalam ketiga arah

koordinatnyay– sudut antara ketiga sumbu kristal tersebut tidak sama

dengan 90o

Sistem KristalSistem Sumbu Axes

Sistem KristalSistem Sumbu Axes

Kubik a = b = c α = β = γ = 90o

Tetragonal a = b ≠ c α = β = γ = 90oTetragonal a b ≠ c α β γ 90

Ortorombik a ≠ b ≠ c α = β = γ = 90o

Monoklinik a ≠ b ≠ c α = γ = 90o ≠ β≠ ≠ γ ≠ 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 KubikKisi Kubik

• Suatu pola yang berulang dalam bentuk 3 dimensi yang terbentuk dalam kristaldimensi yang terbentuk dalam kristal

• Kristal kubik terdiri dari 3 bentuk kisi–Kubik sederhana–Body centered cubic structure/kubikBody centered cubic structure/kubik

pemusatan ruang (kpr)–Face centered cubicstructure/kubik pemusatan–Face centered cubicstructure/kubik pemusatan

sisi (kps)

Struktur Kubik Pemusatan Ruang Struktur Kubik Pemusatan Sisi

DIFARKSI SINAR XDIFARKSI SINAR X

Difarksi dapat memastikan stuktur atomik dari kristal danmengambarkan tiga dimensi susunan sesungguhnya atom atom ituatom itu.

Contoh kristal NaCl :

dd

Tiga Dimensi Dua Dimensi

DIFARKSI SINAR X

• Difraksi sinar x salah satu cara untuk mengetahui sifat-

DIFARKSI SINAR X

• Difraksi sinar x salah satu cara untuk mengetahui sifat-sifat bahan adalah dengan melihat susunan partikelnyadikarenakan sinar x adalah gelombang elektomagnetg g gyang memiliki panjang gelombang lebih pendekdibanding cahaya.

• Orang yang pertama kali berhasil melihat susunanpartikel dalam benda padat secara tidak langsungadalah W L Bragg dan ayahnya Sir Williamadalah W.L. Bragg dan ayahnya Sir WilliamBrag.Mereka menemukan bahwa sinar x yangditembakkan pada suatu kristal akan didifraksikan danditembakkan pada suatu kristal akan didifraksikan danmembentuk pola yang tertangkap pada plat film.

IKATAN PADA KRISTAL

Jenis Ikatan Asal ikatan Sifat

Kovalen Patungan elektronSangat keras;titik lebur tinggi;larut dalam sedikit cairan; transparan terhadapcairan; transparan terhadap cahaya tampak

IonikGaya tarik menarik elektrostatik antara ion positif dan ion negatif

Keras; titk lebur tinggi; mungkin larut dalam cairanIonik antara ion positif dan ion negatif mungkin larut dalam cairan polar seperti air

LogamGaya tarik menarik elektrostatik antara ion positif logam dengan

Berkilauan,;menghantarkan kalor dan listrik dengan baikLogam antara ion positif logam dengan

awan elektronkalor dan listrik dengan baik

Van der WaalsGaya Van der Waals akibat distribusi muatan yang tidak

Lunak; titik lebur dan titik didih rendah ;larut dalamVan der Waals distribusi muatan yang tidak

simetrisdidih rendah ;larut dalam cairan kovalen

HidroginGaya tarik menarik elektrostatik kuat antara hidrogin pada satu

Lebih kuat dari ikatan Van der Wals titik lebur dan titikHidrogin kuat antara hidrogin pada satu

molekul dengan atom N, O atau F

Wals, titik lebur dan titik adidih lebih tinggi dari ikatan Van der Wals

Ketidaksempurnaan benda padatp p

11 C tC t TitikTitik1.1. CacatCacat TitikTitikContohContoh: : VakansiVakansi, , InterstisiInterstisi--DiriDiri, , impursitasimpursitas bahanbahan padatpadat

Vakansi dan interstisi Diri Impursitas bahan padat

Ketidaksempurnaan benda padatp p

• Vakansi adalah kekosongan sisi kisi, yaitu sisi yangg , y y gseharusnya ditempati atom, kehilangan atomnya.Vakansi terbentuk selama proses pembekuan, danj k kib kjuga karena getaran atom yang mengakibatkanperpindahan atom dari sisi kisi normalnya. Contoh :Proses Welding (Pengelasan)Proses Welding (Pengelasan)

Ketidaksempurnaan benda padat

• Interstisi-Diri (self-interstitial) adalah sebuah

p p

• Interstisi-Diri (self-interstitial) adalah sebuahatom dari bahan kristal yang berdesakan kedalam sisi interstisi, yaitu ruang kosong kecil, y g gdimana dalam kondisi normal tidak diisi atom.

• Impuritas adalah atom asing yang hadir padamaterial. Logam murni yang hanya terdiri darisatu jenis atom adalah tidak mungkin. Impuritasbisa menyebabkan cacat titik pada kristal Contohbisa menyebabkan cacat titik pada kristal. Contoh: perak sterling adalah paduan 92,5% perak -7,5% tembaga dimana perak yang ditambahkan7,5% tembaga dimana perak yang ditambahkantembaga akan menaikkan kekuatan mekaniknyasecara signifikan.

Ketidaksempurnaan benda padatp p

22 Di l k iDi l k i2. 2. DislokasiDislokasiContohContoh: : DislokasiDislokasi sisisisi, , dislokasidislokasi ulirulir dandan dislokasidislokasi campurancampuran

• Dislokasi sisi/pinggir adalah terdapatnya bidangatom ekstra atau setengah bidang, dimana sisinyaterputus di dalam kristal.• Dislokasi ulir terbentuk karena gaya geser yangdiberikan menghasilkan distorsi. Daerah depanbagian atas kristal tergeser sebesar satu atomkekanan relatif terhadap bagian bawahkekanan relatif terhadap bagian bawah.• Jika pada material dijumpai kedua jenis dislokasidiatas maka disebut material mempunyai dislokasidiatas maka disebut material mempunyai dislokasicampuran. Contoh : welding process

Ketidaksempurnaan benda padatp p

33 CacatCacat AntarAntar MukaMuka dandan CacatCacat BulkBulk atauatau volumevolume33.. CacatCacat AntarAntar MukaMuka dandan CacatCacat BulkBulk atauatau volumevolume• Cacat antar muka adalah batas yang

mempunyai dua dimensi yang biasanyamempunyai dua dimensi yang biasanyamemisahkan daerah-daerah pada materialyang mempunyai struktur kristal dan/atauyang mempunyai struktur kristal dan/atauorientasi kristalografi yang berbeda. Cacatjenis ini antara lain: permukaan luar, batasj p ,butir, batas kembar, kesalahan tumpukandan batas fasa.

Ketidaksempurnaan benda padatp p

Cacat lainnya yang ada pada semua material padatCacat lainnya yang ada pada semua material padatdimana cacat ini lebih besar dari yang sudahdibicarakan adalah pori retak inklusi benda asingdibicarakan adalah pori, retak, inklusi benda asingdan fasa-fasa lainnya. Cacat-cacat ini timbulbiasanya selama tahap-tahap proses dan pabrikasibiasanya selama tahap-tahap proses dan pabrikasi.

sisi ulir campuran

Ketidaksempurnaan benda padat

Faktor-faktor penyebab ketidaksempurnaan :

p p

Faktor-faktor penyebab ketidaksempurnaan :1. Suhu2 Listrik2. Listrik3. Pabrikan (Getaran dan Tekanan)4 Inklusi benda asing dsb4. Inklusi benda asing, dsb

Tanya JawabTanya Jawab• Perbedaan polikristal dan monokristal ?

Jawab : Monokristal (Mono-crystalline)Merupakan panel yang paling efisien yang dihasilkan dengan teknologip p y g p g y g g gterkini & menghasilkan daya listrik persatuan luas yang paling tinggi.Monokristal dirancang untuk penggunaan yang memerlukan konsumsi listrikbesar pada tempat-tempat yang beriklim ekstrim dan dengan kondisi alamyang sangat ganas. Memiliki efisiensi sampai dengan 15%. Kelemahan daripanel jenis ini adalah tidak akan berfungsi baik ditempat yang cahayamataharinya kurang (teduh), efisiensinya akan turun drastis dalam cuacaberawan.Polikristal (Poly-crystalline)Merupakan panel surya yang memiliki susunan kristal acak karenap p y y gdipabrikasi dengan proses pengecoran. Type ini memerlukan luaspermukaan yang lebih besar dibandingkan dengan jenis monokristal untukmenghasilkan daya listrik yang sama. Panel suraya jenis ini memilikig y y g y jefisiensi lebih rendah dibandingkan type monokristal, sehingga memilikiharga yang cenderung lebih rendah.

Tanya JawabTanya Jawab• Mengapa monokristal lebih awet dibanding polikristal?

Jawab :Silikon monokristal inilah yang digunakan untuk bahan dasarsemikonduktor pada mikrochip, prosesor, transistor, memori dansebagainya. Keadaannya yang monokristal (mengandung hanya satukristal tunggal) membuat silikon monokristal nyaris tanpa cacat dansangat baik tingkat hantar listrik dan panasnya. Sel surya akan bekerja

fdengan sangat baik dengan tingkat efisiensi yang tinggi jikamenggunakan silikon jenis ini.

Terima KasihTerima KasihTerima KasihTerima Kasih