MATERI FISIKA SEKOLAH 2

ZAT PADAT

Oleh :

Nama : Agus Solihudin

NPM : A1E008020

Dosen : Dra. Connie, M.Pd

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIDKAN

UNIVERSITAS BENGKULU

2010

ZAT PADAT

Suatu zat yang tampil sebagai zat padat, tetapi tidak mempunyai struktur

kristal yang berkembangbiak disebut amorf (tanpa bentuk). Ter dan kaca merupakan

zat padat semacam itu. Tak seperti zat pada kristal, zat amorf tidak mempunyai titik-

titik leleh tertentu yang tepat. Sebaliknya zat amorf melunak secara bertahap bila

dipanasi dan meleleh dalam suatu jangka temperatur.

Sifat sifat zat padat bergantung pada jenis atom penyusunnya dan Struktur

materialnya. Berdasarkan struktur atom dalam zat padat dikenal dua macam zat padat,

yaitu kristal dan amorf.

• Kristal :

Molekulnya tersusun secara berulang dan teratur dalam rantai yang panjang.

Kristal adalah benda padat yang mempunyai permukaan-permukaan datar. Karena

banyak zat padat seperti garam, kuarsa, dan salju ada dalam bentuk-bentuk yang jelas

simetris, telah lama para ilmuwan menduga bahwa atom, ion ataupun molekul zat

pdat ini juga tersusun secara simetris.

• Amorf :

Molekulnya tersusun dengan keteraturan yang pendek. Contoh : Gelas, plastik

dll.

Perbedaan susunan atom antara kristal dan amorf

Ikatan pada Zat Padat

Zat Padat :

- Terdiri atas sejumlah atom-atom/molekul yang terikat.

- Jarak antar atom/molekul berdekatan dan tersusun secara teratur.

Pada umumnya atom tunggal tidak memiliki konfigurasi elektron yang stabil

seperti gas mulia, maka atom-atom bergabung membentuk molekul dengan cara

berikatan dengan atom lain.

ENERGI IKAT

Gaya ikat adalah resultan dari gaya tarik elektrostatik (antar proton–elektron)

dan gaya tolak elektrostatik (proton–proton)

Besar gaya tarik dan tolak :

r > ro gaya tarik lebih besar

r < ro gaya tolak lebih besar

r = µ gaya tarik dan gaya tolak = 0

r = ro gaya tarik = gaya tolak, sehingga ro disebut jarak keseimbangan atau

jarak ikatan

Energi Ikatan (Energi Molekul)

Jika r µ energi potensial sistem nol. Jika nilai r makin kecil, nilai negatif

energi potensial semakin bertambah besar. Jika jarak pisah r sama dengan jarak ikat

(r = ro), maka energi potensial mencapai minimum.

Jenis Ikatan pada zat padat :

• ikatan ionik,

• ikatan kovalen,

• ikatan hidrogen,

• ikatan Van Der Waals, dan

• ikatan logam.

Kristal Ionik

• Terjadi akibat ikatan ionik antara ion-ion dalam zat padat.

• Ikatan ionik terjadi karena gaya tarik elektrostatik antara ion positif dan ion

negatif.

• Pada kristal ionik, tiap ion dikelilingi oleh ion-ion yang lain.

Contoh : kristal NaCl , ion Na+ dikelilingi oleh 6 ion Cl-.

Energi kohesif ionic

Energi total satu ion akibat interaksi :

Jika ada N ion, maka energi total = - NV0/2. Energi rata-rata untuk mengikat

ion (energi kohesif ionik) adalah : V0/2

Jadi energi kohesif (atomik) = energi kohesif ionik + energi ionisasi + afinitas

elektron.

IKATAN IONIK

Terjadi karena serah terima elektron valensi

Contoh

Na Na+ + e

Cl + e Cl-

Na+ + Cl- NaCl

Natrium memiliki konfigurasi elektron 1s2 2s2 2p6 3s sehingga 1 elektron

pada kulit terluarnya sangat mudah sekali untuk terionisasi menjadi Na+ dengan

energi ionisasi yang diperlukan sebesar 5,1 eV

Klor memiliki konfigurasi elektron 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 memiliki 7 elektron

kulit terluar. Agar lebih stabil seperti halnya gas mulia, dibutuhkan 1 elektron dari

luar untuk membentuk Cl- dengan membebaskan energi 3,7 eV (afinitas elektron)

Beberapa contoh Kristal ionic

Sifat kristal ionic

1. Keras dan stabil

2. Merupakan konduktor yang buruk, karena tidak ada elektron bebas

3. Suhu penguapannya tinggi sekitar 1000 sampai 2000 K

4. Tidak tembus cahaya

5. Mudah larut dalam cairan polar (air)

6. Menyerap radiasi infra merah

KRISTAL KOVALEN

• Terjadi karena ikatan kovalen antara atom-atom.

• Ikatan kovalen : ikatan yang terjadi karena adanya pemakaian bersama

elektron-elektron dari atom-atom yang bersangkutan.

Sifat sifat Kristal kovalen:

1. Tidak larut dalam zat cair biasa

2. Penghantar yang buruk

3. Tembus cahaya (contoh : intan)

4. Beberapa kristal kovalen sangat keras (intan, silikon karbid utk ampelas),

karena energi kohesif kristal ini besar

5. Sebagian kristal, titik lelehnya sangat tinggi (intan = 4000 K)

IKATAN KOVALEN

adalah patungan elektron valensi dari kedua atom. contoh : Atom hidrogen

(H) memiliki konfigurasi 1s1 akan lebih stabil jika pemakaian bersama sepasang

elektron dengan sebuah elektron hidrogen yang lain sehingga membentuk molekul H2

Contoh lain ikatan kovalen : intan

Karbon mempunyai konfigurasi elektron 1s2 2s2 2p2 membutuhkan 4 elektron

agar kulitnya penuh (2p6). Empat elektron ini diperoleh dari pemakaian 4 atom C

yang dikenal sebagai intan, 1 atom C akan berikatan kovalen dengan 4 atom C

lainnya

Gambar ikatan kovalen

Beberapa contoh Kristal Kovalen

Zat padat umumnya mempunyai titik lebur yang tajam (rentangan suhunya

kecil), sedangkan zat padat amorf akan melunak dan kemudian melebur dalam

rentangan suhu yang beasr. Partikel zat padat amorf sulit dipelajari karena tidak

teratur. Oleh sebab itu, pembahasan zat padat hanya membicarakan kristal. Suatu zat

mempunyai bentuk kristal tertentu.

Dua zat yang mempunyai struktur kristal yang sama disebut isomorfik (sama

bentuk), contohnya NaF dengan MgO, K2SO4 dengan K2SeO4, dan Cr2O3 dengan

Fe2O3. Zat isomorfik tidak selalu dapat mengkristal bersama secara homogen.

Artinya satu partikel tidak dapat menggantikan kedudukan partikel lain. Contohnya,

Na+ tidak dapat menggantikan K+ dalam KCl, walaupun bentuk kristal NaCl sama

dengan KCl. Suatu zat yang mempunyai dua kristal atau lebih disebut polimorfik

(banyak bentuk), contohnya karbon dan belerang. Karbon mempunyai struktur grafit

dan intan, belerang dapat berstruktur rombohedarl dan monoklin.

Rekristalisasi merupakan salah satu cara pemurnian zat padat yang jamak

digunakan, dimana zat-zat tersebut atau zat-zat padat tersebut dilarutkan dalam suatu

pelarut kemudian dikristalkan kembali. Cara ini bergantung pada kelarutan zat dalam

pelarut tertentu di kala suhu diperbesar. Karena konsentrasi total impuriti biasanya

lebih kecil dari konsentrasi zat yang dimurnikan, bila dingin, maka konsentrasi

impuriti yang rendah tetapi dalam larutan sementara produk yang berkonsentrasi

tinggi akan mengendap.