untuk mendefinisikan senyawa padat tersusun atas pengulangan tak hingga susunan unsur dalam 1-dimensi (rantai), 2-dimensi (lapisan), atau 3-dimensi dan dianggap tidak memiliki massa molekul yang tertentu. Komponen padatan anorganik terikat satu sama lain melalui ikatan ionik, kovalen, atau logam. Ikatan ionik adalah ikatan antara unsur yang secara elektronik positif (logam alkali misalnya) dengan yang bersifat secara elektronik negatif (halogen dsb.). Sementara ikatan kovalen terbentuk antara unsur yang keelektronegativannya dekat. Namun, dalam banyak senyawa terdapat kontribusi baik dari ikatan ionik maupun kovalen.
Isi
Karbon
Grafit, intan, fuleren, dan karbon amorf adalah aloptrop karbon. Biasanya atom karbon membentuk empat ikatan dengan menggunakan empat elektron valensi yang dimilikinya.
• Grafit
Grafit berstruktur lapisan yang terdiri atas cincin atom karbon beranggotakan 6 yang mirip cincin benzen yang terkondensasi tanpa atom hidrogen (Gambar 4.4). Jarak karbon-karbon dalam lapisan adalah 142 pm dan ikatannya memiliki karakter ikatan rangkap analog dengan senyawa aromatik. Karena jarak antar lapisan adalah 335 pm dan lapis-lapis tersebut diikat oleh ikatan yang relatif lemah yakni gaya van der Waals, lapisan-lapisan ini dengan mudah akan saling menggelincir bila dikenai gaya. Hal inilah yang merupakan asal mula sifat lubrikasi grafit. Berbagai molekul, seperti logam alkali, halogen, halida logam, dan senyawa organik dapat menginterkalasi lapisan grafit dan membentuk senyawa interkalasi. Grafit memiliki sifat semi-logam, konduktivitasnya (10-3Ω cm paralel dengan lapisan dan hantarannya sekitar 100 kali lebih kecil dalam arah tegak lurus lapisan).
• Intan
Strukturnya disebut struktur intan (Gambar 4.5). Sel satuan intan terdiri atas 8 atom karbon dan setiap atom karbon berkoordinasi 4 berbentuk tetrahedral. Intan adalah zat terkeras yang dikenal, dengan kekerasan 10 Mhos. Intan dengan hantaran panas sangat tinggi walaupun secara listrik bersifat insulator. Walaupun dulunya sumber padatan yang berharga ini hanya yang terbentuk secara alami, intan industrial kini secara komersial banyak dihasilkan dengan proses pada suhu tinggi (1200o C atau lebih tinggi) dan tekanan tinggi (5 GPa atau lebih) dari grafit dengan katalis logam. Akhir-akhir ini, lapis tipis intan telah dibuat dengan pirolisis hidrokarbon pada suhu relatif rendah (sekitar 900oC) dan tekanan yang juga relatif rendah (sekitar 102 Pa), dan digunakan untuk penggunaan sebagai pelapis, dsb.
Intan memiliki struktur tiga dimensi dari atom-aton karbon yang masing-masing tergabung secara kovalen dengan 4 atom lainnya. Gambar berikut menunjukkan bagian kecil dari strukturnya.
Struktur yang sama seperti ini ditemukan pada silikon, germanium, dan pada salah satu allotropi timah – "timah abu-abu" atau "alfa-timah".
Allotropi yang umum untuk timah ("timah putih" atau "beta-timah") merupakan logam dan atom-atomnya terikat oleh ikatan logam. Strukturnya berupa terjejal yang terdistorsi. Pada struktur terjejal, masing-masing atom dikelilingi oleh 12 atom tetangga terdekat.
• Fuleren
Fuleren adalah nama generik untuk alotrop karbon 3 dimensi, dengan molekul C60 yang berbentuk bola sepak merupakan contoh khas (Gambar 4.6). R. E. Smalley, H. W. Kroto dkk mendeteksi C60 dalam spektrum massa produk pemanasan grafit dengan laser pada tahun 1985, dan isolasi fuleren dari apa yang disebut jelaga “soot” dilaporkan pada 1991. Strukturnya adalah ikosahedral terpancung (di sudut-sudutnya) dan antar atom karbonnya ada karakter ikatan rangkap. Fuleren larut dalam pelarut organik, dalam benzen larutannya bewarna ungu. Biasanya, fuleren diisolasi dan dimurnikan dengan kromatografi. Berbagai riset dalam kereaktifan dan sifat fisik fuleren misalnya sifat superkonduktornya sangat populer. Selain C60, C70 dan karbon nanotube kini juga menarik banyak minat riset.
HIDROGEN DAN OKSIGEN
Air merupakan unsur yang paling penting dalam kehidupan. Permukaan bumi kita 71%nya berupa air, tubuh kita pun diisi kurang lebih 70% air. Air memiliki beberapa fungsi dalam tubuh. Diantaranya adalah sebagai pelarut dan alat angkut, katalisator, dan pengatur suhu.
Air memiliki rumus kimia H2O yaitu satu molekul air tersusun atas dua atom hidrogen yang terikat secara kovalen pada satu atom oksigen. Ikatan hidrogen memiliki bentuk tiga dimensi menyerupai prisma dengan sudut 104,5. Setelah diukur, sudut ini sama dengan sudut yang dibentuk ketika kita sujud. Bahkan dalam sudut ini air dapat berikatan dengan siapa saja, bisa membawa dan melarutkan apa saja, serta dapat mengatur suhuu apa saja. Faktor kimiawi dengan sudut seperti itu adalah sudut paling optimal.
Oksida Logam
Oksida dari semua unsur logam telah dikenal dan oksida-oksida ini menunjukkan beragam struktur, asam basa, dan hantaran. Oksida dapat membentuk rantai satu dimensi, lapisan dua dimensi atau struktur 3-dimensi. Oksida logam dapat bersifat basa, amfoter atau asam bergantung identitas logamnya. Lebih lanjut, rentang sifat fisik yang ditunjukkan juga sangat luas, dari isolator, semikonduktor, konduktor bahkan superkonduktor. Komposisi oksida logam dapat stoikiometrik sederhana, stoikiometrik tetapi tidak sederhana, atau kadang non-stoikiometrik. Oleh karena itu, oksida logam lebih baik diklasifikasikan sesuai dengan sifatnya. Namun, karena strukturlah yang memberikan infomasi paling bermanfaat untuk memahami sifat fisik dan kimianya, oksida diklasifikasikan berdasarkan atas dimensi strukturnya (Tabel 4.4. dan Tabel 4.5).
Oksida Satu Dimensi Berstruktur Rantai
Merkuri oksida, HgO, adalah senyawa kristalin bewarna merah dan dibentuk bila merkuri nitrat dipanaskan di udara. HgO memiliki struktur zigzag tak hingga. Kromium trioksida, CrO3, adalah senyawa kristalin merah dengan titik leleh rendah (197° C) dan strukturnya terdiri atas tetrahedra CrO4 yang dihubungkan dalam satu dimensi. Keasaman dan daya oksidasi kromium trioksida sangat tinggi. Kromium trioksida digunakan sebagai bahan oksidator dalam kimia organik.
Berbagai kristal
a. Kristal logam
Kisi kristal logam terdiri atas atom logam yang terikat dengan ikatan logam. Elektron valensi dalam atom logam mudah dikeluarkan (karena energi ionisasinya yang kecil) menghasilkan kation. Bila dua atom logam saling mendekat, orbital atom terluarnya akan tumpang tindih membentuk orbital molekul. Bila atom ketiga mendekati kedua atom tersebut, interaksi antar orbitalnya terjadi dan orbital molekul baru terbentuk. Jadi, sejumlah besar orbital molekul akan terbentuk oleh sejumlah besar atom logam, dan orbital molekul yang dihasilkan akan tersebar di tiga dimensi.
Deformasi sruktur logam.Logam akan terdeformasi bila gaya yang kuat diberikan, tetapi logam tidak akan putus. Sifat ini karena interaksi yang kuat antara ion logam dan elektron bebas.
b. Kristal ionik
Kristal ionik semacam natrium khlorida (NaCl) dibentuk oleh gaya tarik antara ion bermuatan positif dan negatif. Kristal ionik biasanya memiliki titik leleh tinggo dan hantaran listrik yang rendah. Namun, dalam larutan atau dalam lelehannya, kristal ionik terdisosiasi menjadi ion-ion yang memiliki hantaran listrik.
Struktur kristal natrium khlorida.Masing-masing ion dikelilingi oleh enam ion yang muatannya berlawanan.Struktur ini bukan struktur terjejal.
Struktur kristal cesium khlorida.Setiap ion dikelilingi oleh delapan ion dengan muatan yang berlawanan.Struktur ini juga bukan struktur terjejal.
c. Kristal molekular
Kristal dengan molekul terikat oleh gaya antarmolekul semacam gaya van der Waals disebut dengan kristal molekul. Kristal yang didiskusikan selama ini tersusun atas suatu jenis ikatan kimia antara atom atau ion. Namun, kristal dapat terbentuk, tanpa bantuan ikatan, tetapi dengan interaksi lemah antar molekulnya. Bahkan gas mulia mengkristal pada temperatur sangat rendah. Argon mengkristal dengan gaya van der Waaks, dan titik lelehnya -189,2°C. Padatan argon berstruktur kubus terjejal.
Struktur kristal iodin.Strukturnya berupa kisi ortorombik berpusat muka.
Molekul di pusat setiap muka ditandai dengan warna lebih gelap.
d. Kristal kovalen
Banyak kristal memiliki struktur mirip molekul-raksasa atau mirip polimer. Dalam kristal seperti ini semua atom penyusunnya (tidak harus satu jenis) secara berulang saling terikat dengan ikatan kovelen sedemikian sehingga gugusan yang dihasilkan nampak dengan mata telanjang. Intan adalah contoh khas jenis kristal seperti ini, dan kekerasannya berasal dari jaringan kuat yang terbentuk oleh ikatan kovalen orbital atom karbon hibrida sp3 (Gambar 8.12). Intan stabil sampai 3500°C, dan pada temperatur ini atau di atasnya intan akan menyublim.
Struktur kristal intanSudut ∠C-C-C adalah sudut tetrahedral, dan setiap
atom karbon dikelilingi oleh empat atom karbon lain.
Struktur kristal silikon dioksidaBila atom oksigen diabaikan, atom silikon akan membentuk struktur mirip intan. Atom oksigen berada di antara atom-atom silikon.
e. Kristal cair
Kristal memiliki titik leleh yang tetap, dengan kata laun, kristal akan mempertahankan temperatur dari awal hingga akhir proses pelelehan. Sebaliknya, titik leleh zat amorf berada di nilai temperatur yang lebar, dan temperatur selama proses pelelehan akan bervariasi.
Beberapa contoh kristal cair.Dalam kristal-kristal cair ini, dua cincin benzen membentuk rangka planar.
Keteraturan dalam kristal cair. Keteraturan adalm kristal adalah tiga dimensi. Dalam kristal cair smektik dapat dikatakan keteraturannya di dua dimensi, dan di nematik satu dimensi. T adalah temperatur transisi.
GULA DAN BENTUK KRISTALNYA
Gula batu : tidak semanis gula granulasi biasa, gula batu diperoleh dari kristal bening berukuran besar berwarna putih atau kuning kecoklatan. Kristal bening dan putih dibuat dari larutan gula jenuh yang mengalami kristalisasi secara lambat. Gula batu putih memiliki rekahan-rekahan kecil yang memantulkan cahaya. Kristal berwarna kuning kecoklatan mengandung berbagai karamel. Gula ini kurang manis karena adanya air dalam kristal
Gula Castor : Gula castor atau caster adalah nama dari gula pasir yang sangat halus, terdapat di Britania. Dinamai demikian karena ukuran butirannya sangat kecil sehingga dapat ditaburkan dari wadah berlubang-lubang kecil. Karena kehalusannya, gula ini lebih cepat larut dibandingkan gula putih pada umumnya, dan oleh karenanya gula ini secara khusus bermanfaat dalam pembuatan ‘meringues' dan cairan dingin. Gula ini tidaklah sehalus gula bubuk yang dihaluskan secara mekanis (dan biasanya dicampur dengan sedikit pati untuk menghindari penggumpalan).
Gula Gelatin (padanan kata gula gel, gula selai/ jam): campuran dari gula granulasi dan pektin. Digunakan dalam pembuatan selai dan ‘marmelade'
Gula Granulasi (Gula pasir) : Kristal-kristal gula berukuran kecil yang pada umumnya dijumpai dan digunakan di rumah (gula pasir).
Gula kristal: gula bit atau tebu berbentuk granulasi seperti gula pada umumnya, lihat sakarosa. Dijual dalam bentuk gula butiran/pasir atau dicetak dalam bentuk gula kubus
Gula Sdaning: Gula Sdaning merupakan gula kasar atau gula dekorasi. Kristalnya berukuran 4 kali lipat lebih besar dari gula granulasi pada umumnya. Digunakan untuk menghias makanan-makanan yang dipanggang dengan oven .
Tidak ada komentar:
Posting Komentar