Bahan padat
dapat diklasifikasikan berdasarkan keteraturan susunan atom-atom atau ion-ion penyusunnya. Bahan yang
tersusun oleh deretan atom-atom yang teratur letaknya dan berulang (periodik) disebut bahan kristal. Dikatakan
bahwa bahan kristal mempunyai keteraturan
atom berjangkauan panjang. Sebaliknya, zat padat yang tidak memiliki
keteraturan demikian disebut bahan amorf
atau bukan-kristal. Bahan
kristal, untuk yang selanjutnya cukup disebut kristal (saja), dapat dibentuk
dari larutan, lelehan, uap, atau
gabungan dari ketiganya. Bila proses pertumbuhannya lambat, atom-atom atau pertikel penyusun zat padat dapat
menata diri selama proses tersebut untuk menempati
posisi yang sedemikian sehingga energi potensialnya minimum. Keadaan ini
cenderung membentuk susunan yang teratur dan juga
berulang pada arah tiga dimensi, sehingga
terbentuklah keteraturan susunan atom dalam jangkauan yang jauh, inilah yang
mencirikan keadaan kristal. Sebaliknya, dalam proses pembentukan yang berlangsung
cepat, atom-atom tidak mempunyai
cukup waktu untuk menata diri dengan teratur. Hasilnya terbentuklah susunan
yang memiliki tingkat energi yang lebih tinggi.
Susunan atom ini umumnya hanya mempunyai keteraturan
yang berjangkauan terbatas, dan keadaan inilah yang mencerminkan keadaan
amorf. Dalam bahan amorf, jangkauan keteraturan atom
biasanya sampai tetangga kedua. Di antara kedua kristal sempurna (tunggal) di satu
pihak, dan keadaan omorf di pihak lain, terdapat keadaan yang disebut polikristal
(kristal jamak). Zat padat pada keadaan ini tersusun oleh kristal-kistal
kecil. Bila ukuran kristalnya dalam ukuran orde mikrometer, bahan yang bersangkutan termasuk kristal mikro
(microcrystalline); dan bila ukuran kristalnya dalam orde nanometer, maka
bahannya digolongkan sebagai kristal nano (nanocrystalline).
Fisika zat
padat secara umum dihubungkan dengan kristal dan elektron dalam kristal. Pengkajian tentang zat padat
dimulai pada tahun-tahun awal abad ini sesudah berhasil dipelajarinya difraksi sinar-x oleh kristal. Dari
gejala ini dapat ditemukan baukti bahwa Kristal terdiri dari atom-atom yang susunannya teratur.
Melalui keberhasilan memodelkan susunan atom-atom
dalam kristal, para fisikawan dapat mempelajari lebih banyak dan lebih lanjut
tentang zat padat. Dalam perkembangan selanjutnya,
pengkajian zat padat telah meluas pada bahan
bukan kristal (amorf), bahan gelas, dan bahkan bahan cair. Bidang yang lebih
meluas ini dikenal sebagai
fisika materi terkondensasi (condensed matter physics), dan kini
telah menjadi
bidang pengkajian yang paling luas dalam ilmu fisika.
IKATAN ATOM. Gaya apakah yang
mempertahankan atom-atom dalam kristal agar tetap bersatu ? Gaya elektrostatik
tarik-menarik antara muatan negatif elektron dan muatan positif inti atom
adalah yang menjadi penyebab timbulnya gaya
pemersatu (kohesi) dalam zat padat. Sementara
itu gaya magnet sangat kecil pengaruhnya pada kohesi, dan gaya gravitasi bahkan
dapat diabaikan efeknya. Di pihak lain, adanya interaksi pertukaran, sepeti
gaya van der waals dan lkatan kovalen
memberikan sumbangan yang berarti pada kohesi kristal. Energi kohesi kristal
didefinisikan sebagai energi yang diperlukan untuk memecah/ memisahkan kristal
menjadi komponen-komponennya yang berupa atom netral yang bebas. Apabila
komponen-komponen kristal berupa ion positif dan ion negatif, maka energi ohesi
lebih tepat disebut energi kisi. Hal ini banyak dijumpai pada ikatan ionik.
Berdasarkan cara atom-atom berikatan satu sama lain dalam membentuk
kristal, dapat dibedakan : ikatan ionik, ikatan kovalen, ikatan logam, ikatan
van der Waals, dan ikatan hidrogen. Selanjutnya, jenis-jenis ikatan yang
bersangkutan akan diuraikan satu-persatu dalam bentuk PDF
Post a Comment