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
