Sabtu, 05 Juni 2010

Kristalografi

KRISTALOGRAFI
1. Pengertian Kristalografi
Kristalografi adalah suatu cabang dari mineralogi yang mempelajari sistemsistem kristal. Suatu kristal dapat didefinisikan sebagai padatan yang secara esensial mempunyai pola difraksi tertentu. Jadi, suatu kristal adalah suatu padatan dengan susunan atom yang berulang secara tiga dimensional yang dapat mendifraksi sinar X. Kristal secara sederhana dapat didenisikan sebagai zat padat yang mempunyai susunan atom atau molekul yang teratur. Keteraturannya tercermin dalam permukaan kristal yang berupa bidang-bidang datar dan rata yang mengikuti pola-pola tertentu.
Bidang-bidang datar ini disebut sebagai bidang muka kristal. Sudut antara bidang-bidang muka kristal yang saling berpotongan besarnya selalu tetap pada suatu kristal. Bidang muka kristal itu baik letak maupun arahnya ditentukan oleh perpotongannya dengan sumbu-sumbu kristal. Dalam sebuah kristal, sumbu kristal berupa garis bayangan yang lurus yang menembus kristal melalui pusat kristal. Sumbu kristal tersebut mempunyai satuan panjang yang disebut sebagai parameter.
1.1 Kimia Kristal
Komposisi kimia suatu mineral merupakan hal yang sangat mendasar, beberapa sifat-sifat mineral/kristal tergantung kepadanya. Sifat-sifat mineral/kristal tidak hanya tergantung kepada komposisi tetapi juga kepada susunan meruang dari atom-atom penyusun dan ikatan antar atom-atom penyusun kristal/mineral.
Komposisi kimia kerak bumi dibagi menjadi :
1. Kerak
2. Mantel
3. Inti bumi
Ketebalan kerak bumi di bawah kerak benua sekitar 36 km dan di bawah kerak samudra berkisar antara 10 sampai 13 km. Batas antara kerak dengan mantel dikenal dengan Mohorovicic discontinuity. Kimia kristal Sejak penemuan sinar X, penyelidikan kristalografi sinar X telah mengembangkan pengertian kita tentang hubungan antara kimia dan struktur. Tujuannya adalah :
1) Untuk mengetahui hubungan antara susunan atom dan komposisi kimia dari suatu jenis kristal.
2) Dalam bidang geokimia tujuan mempelajari kimia kristal adalah untuk memprediksi struktur kristal dari komposisi kimia dengan diberikan temperatur dan tekanan.
Daya Ikat dalam Kristal, Daya yang mengikat atom (atau ion, atau grup ion) dari zat pada kristalin adalah bersifat listrik di alam. Tipe dan intensitasnya sangat berkaitan dengansifat-sifat sik dan kimia dari mineral. Kekerasan, belahan, daya lebur, kelistrikan dan konduktivitas termal, dan koesien ekspansi termal berhubungan secara langsung terhadap daya ikat.
1.2 Sistem Kristal
Hingga saat ini baru terdapat 7 macam sistem kristal. Dasar penggolongan
sistem kristal tersebut ada tiga hal, yaitu:
• Jumlah sumbu kristal,
• Letak sumbu kristal yang satu dengan yang lain
• Parameter yang digunakan untuk masing-masing sumbu Kristal
Adapun ke tujuh sistem kristal tersebut adalah:
1.2.1 Sistem isometric
Sistem ini juga disebut sistem reguler, bahkan sering dikenal sebagai sistem kubus/kubik. Jumlah sumbu kristalnya 3 dan saling tegak lurus satu dengan yang lainnya. Masing-masing sumbu sama panjangnya.

Gambar sistem kubik asli


Gambar sistem kubik modikasi
Adapun yang termasuk ke dalam sistem isomeric adalah :
• Tritetrahedral, Cobaltite
• Didodecahedral, Pirit
• Hexatetrahedral, Sfalerit
• Trioctahedral, Cuprite
• Hexoctahedral, tembaga, berlian, galena, fluorit
1.2.2 Sistem tetragonal
Sama dengan sistem isometrik, sistem ini mempunyai 3 sumbu kristal yang masing-masing saling tegak lurus. Sumbu a dan b mempunyai satuan panjang yang sama. Sedangkan sumbu c berlainan, dapat lebih panjang atau lebih pendek (umumnya lebih panjang).


Gambar sistem tetragonal asli


Gambar sistem tetragonal modikasi



Gambar sistem tetragonal scheelite
Adapun yang termasuk ke dalam Tetragonal adalah :
• Tetragonal pyramidal, Metaldehid
• Scalenohedral, Kalkopirit
• Bisphenoidal, Cuhnite
• Ditetragonal pyramidal, Diabolite
• Ditetragonal bipyramidal, wulfenit
1.2.3 Sistem rombis
Sistem ini disebut juga orthorombis dan mempunyai 3 sumbu kristal yang saling tegak lurus satu dengan yang lain. Ketiga sumbu Kristal tersebut mempunyai panjang yang berbeda.
Adapun yang termasuk ke dalam sistem ini adalah :
• Disphenoidal, Epsomit MgSO4 7H2O
• Pyramidal, Natrolit NaAl2Si3O10 2H2O

Gambar sistem ortorombik asli

Gambar sistem ortorombik modikasi

1.2.4 Sistem heksagonal
Sistem ini mempunyai empat sumbu kristal, dimana sumbu c tegak lurus terhadap ketiga sumbu yang lain. Sumbu a, b, dan d masing-masing saling membentuk sudut 120° satu terhadap yang lain. Sumbu a, b, dan d mempunyai panjang yang sama. Sedangkan panjang c berbeda, dapat lebih panjang atau lebih pendek (umumnya lebih panjang).

Gambar sistem heksagonal asli

Gambar sistem heksagonal modifikasi

Gambar sistem heksagonal vanadinit

Gambar sistem heksagonal kuarsa
Adapun yang termasuk ke dalam Hexagonal adalah :
• Trigonal bipiramidal, wurzite ZnS
• Ditrigonal bipiramidal, Benitoite BaTiSiO3
• Hexagonal pyramidal, Apatit CaF(PO4)3, Nefelin KNa3Si4Al4O16
• Hexagonal trapezohedral, Kuarsa SiO2, Kalsilit CaAlSiO4
• Hexagonal bipiramidal, Covelite CuS, Beryl Be3Al2Si6O18
1.2.5 Sistem trigonal
Beberapa ahli memasukkan sistem ini ke dalam sistem heksagonal. Demikian pula cara penggambarannya juga sama. Perbedaannya bilapada trigonal setelah terbentuk bidang dasar, yang berbentuk segienam kemudian dibuat segitiga dengan menghubungkan dua titik sudut yang melewati satu titik sudutnya.
Adapun yang termasuk ke dalam Trigonal adalah :
• Trigonal pyramidal, Gratonit Pb4As4Si4
• Trigonal trapezohedral, Cinnabar HgS
• Ditrigonal pyramidal, Alunit KAl3(SO4)2
• Rhombohedral, Ilmenit FeTiO2
• Ditrigonal scalenohedral, hematit Fe2O3, korundum Al2O3, kalsit CaCO3

Gambar sistem trigonal asli

Gambar sistem trigonal modifikasi

Gambar sistem trigonal kalsit
1.2.6 Sistem monoklin
Monoklin artinya hanya mempunyai satu sumbu yang miring dari tiga sumbu yang dimilikinya. Sumbu a tegak lurus terhadap sumbu b dan b tegak lurus terhadap c, tetapi sumbu c tidak tegak lurus terhadap sumbu a. Ketiga sumbu tersebut mempunyai panjang yang tidak sama, umumnya sumbu c yang paling panjang dan sumbu b yang paling pendek.

Gambar sistem monoklin asli


Gambar sistem monoklin modifikasi


Gambar sistem monoklin mineral krokoit
Adapun yang termasuk ke dalam Monoklin adalah :
• Sphenoidal, Augit,Diopsid, klinopiroksen
• Domatic, Ortoklas
• Prismatic, gypsum, epidot
1.2.7 Sistem triklin
Sistem ini mempunyai tiga sumbu yang satu dengan lainnya tidak saling tegak lurus. Demikian juga panjang masing-masing sumbu tidak sama. Adapun yang termasuk ke dalam sistem ini adalah pedial dan pinacoidal. Contoh mineralnya adalah plagioklas, Kyanit, parahilgardit, mikroklin.

Gambar sistem triklin asli

Gambar sistem triklin modifikasi

Gambar sistem triklin rodokrosit
1.3 Unsur-unsur simetri Kristal
Dari masing-masing sistem kristal dapat dibagi lebih lanjut menjadi klas-klas
kristal yang jumlahnya 32 klas. Penentuan klasi_kasi kristal tergantung dari
banyaknya unsur-unsur simetri yang terkandung di dalamnya. Unsur-unsur
simetri tersebut meliputi:
1. bidang simetri
2. sumbu simetri
3. pusat simetri
4. Bidang simetri
Bidang simetri adalah bidang bayangan yang dapat membelah kristal menjadi dua bagian yang sama, dimana bagian yang satu merupakan pencerminan dari yang lain. Bidang simetri ini dapat dibedakan menjadi dua, yaitu bidang simetri aksial dan bidang simetri menengah.
Bidang simetri aksial bila bidang tersebut membagi kristal melalui dua sumbu utama (sumbu kristal). Bidang simetri aksial ini dibedakan menjadi dua, yaitu bidang simetri vertikal, yang melalui sumbu vertikal dan bidang simetri horisontal, yang berada tegak lurus terhadap sumbu c. Bidang simetri menengah adalah bidang simetri yang hanya melalui satu sumbu kristal. Bidang simetri ini sering pula dikatakan sebagai bidang siemetri diagonal.
1.3.1 Sumbu simetri
Sumbu simetri adalah garis bayangan yang dibuat menembus pusat kristal, dan bila kristal diputar dengan poros sumbu tersebut sejauh satu putaran penuh akan didapatkan beberapa kali kenampakan yang sama. Sumbu simetri dibedakan menjadi tiga, yaitu gire, giroide dan sumbu inversi putar.
Ketiganya dibedakan berdasarkan cara mendapatkan nilai simetrinya. Gire, atau sumbu simetri biasa, cara mendapatkan nilai simetrinya adalah dengan memutar kristal pada porosnya dalam satu putaran penuh. Bila terdapat dua kali kenampakan yang sama dinamakan digire, bila tiga trigire (4), empat tetragire (3), heksagire (9) dan seterusnya.
Giroide adalah sumbu simetri yang cara mendapatkan nilai simetrinya dengan memutar kristal pada porosnya dan memproyeksikannya pada bidang horisontal. Dalam gambar, nilai simetri giroide disingkat tetragiroide dan heksagiroide.
Sumbu inversi putar adalah sumbu simetri yang cara mendapatkan nilai simetrinya dengan memutar kristal pada porosnya dan mencerminkannya melalui pusat kristal. Penulisan nilai simetrinya dengan cara menambahkan bar pada angka simetri itu.
1.3.3 Pusat simetri
Suatu kristal dikatakan mempunyai pusat simetri bila kita dapat membuat garis bayangan tiap-tiap titik pada permukaan kristal menembus pusat Kristal dan akan menjumpai titik yang lain pada permukaan di sisi yang lain dengan jarak yang sama terhadap pusat kristal pada garis bayangan tersebut. Atau dengan kata lain, kristal mempunyai pusat simetri bila tiap bidang muka kristal tersebut mempunyai pasangan dengan kriteria bahwa bidang yang berpasangan tersebut berjarak sama dari pusat kristal, dan bidang yang satu merupakan hasil inversi melalui pusat kristal dari bidang pasangannya.
1.4 Klasifikasi Kristal
Dari tujuh sistem kristal dapat dikelompokkan menjadi 32 klas kristal. Pengelompokkan ini berdasarkan pada jumlah unsur simetri yang dimiliki oleh kristal tersebut. Sistem isometrik terdiri dari lima kelas, sistem tetragonal mempunyai tujuh kelas, rombis memiliki tiga kelas, heksagonal mempunyai tujuh kelas dan trigonal lima kelas. Selanjutnya sistem monoklin mempunyai tiga kelas.
Tiap kelas kristal mempunyai singkatan yang disebut simbol. Ada dua macam cara simbolisasi yang sering digunakan, yaitu simbolisasi Schoies dan Herman Mauguin (simbolisasi internasional).
1.5 Herman Maugin Symbol
Hermann-Mauguin simbol digunakan untuk menggambarkan unsur-unsur simetri simetri dan kelompok. Hal ini dinamai setelah dua crystallographer Carl Hermann dan Charles-Victor Mauguin.Aplikasi utama mereka adalah deskripsi dari 32 grup titik kristalografi dan ruang kristalografi 230 kelompok.Lebih lanjut juga digunakan untuk menggambarkan dua dimensi kelompok pesawat, dua dan tiga dimensi kelompok subperiod (Frieze, batang dan) tidak menggunakan kelompok lapisan dan kelompok kristalografi.Hal ini dinormalkan dalam Tabel Internasional untuk Crystallography.
Selain Hermann Mauguin simbolisme juga merupakan notasi Arthur Moritz Schönflies, yang saat ini hanya sedikit lebih ke negara bagian kristalin, namun untuk menggambarkan simetri molekul aplikasi.Sementara itu setiap Schonflies icon Hermann Mauguin memberikan representasi yang sesuai, kebalikannya tidak benar.
Crystal System Crystal Class Symmetry Name of Class
Triclinic 1 none Pedial
i Pinacoidal
Monoclinic 2 1A2 Sphenoidal
m 1m Domatic
2/m i, 1A2, 1m Prismatic
Orthorhombic 222 3A2 Rhombic-disphenoidal
mm2 (2mm) 1A2, 2m Rhombic-pyramidal
2/m2/m2/m i, 3A2, 3m Rhombic-dipyramidal
Tetragonal 4 1A4 Tetragonal- Pyramidal
4 Tetragonal-disphenoidal
4/m i, 1A4, 1m Tetragonal-dipyramidal
422 1A4, 4A2 Tetragonal-trapezohedral
4mm 1A4, 4m Ditetragonal-pyramidal
2m 1 4, 2A2, 2m Tetragonal-scalenohedral
4/m2/m2/m i, 1A4, 4A2, 5m Ditetragonal-dipyramidal
Hexagonal 3 1A3 Trigonal-pyramidal
1 3 Rhombohedral
32 1A3, 3A2 Trigonal-trapezohedral
3m 1A3, 3m Ditrigonal-pyramidal
2/m 1 3, 3A2, 3m Hexagonal-scalenohedral
6 1A6 Hexagonal-pyramidal
1 6 Trigonal-dipyramidal
6/m i, 1A6, 1m Hexagonal-dipyramidal
622 1A6, 6A2 Hexagonal-trapezohedral
6mm 1A6, 6m Dihexagonal-pyramidal
m2 1 6, 3A2, 3m Ditrigonal-dipyramidal
6/m2/m2/m i, 1A6, 6A2, 7m Dihexagonal-dipyramidal
Isometric 23 3A2, 4A3 Tetaroidal
2/m 3A2, 3m, 4 3 Diploidal
432 3A4, 4A3, 6A2 Gyroidal
3m 3 4, 4A3, 6m Hextetrahedral
4/m 2/m 3A4, 4 3, 6A2, 9m Hexoctahedral
Tabel Herman Maugin Simbol
1.5.1 Inversi pusat
Pusat inversi. Reproduksi dari sebuah partikel oleh titik refleksi. Akan ada total setara dua simetri-partikel.
1.5.2 Sumbu rotasi
Sebuah rotasi oleh \ frac (360 ^ \ circ) (n) adalah diucapkan oleh \ n (n-kali lipat rotasi ditampilkan). Kasus khusus 1 \, sebuah rotasi melalui 360°, yang sesuai dengan identitas dan \ infty (), sebuah rotasi tentang sudut kecil secara sewenang-wenang.
Grup titik kristalografi dan ruang mungkin terjadi rotasi berikut.
1. Identitas elemen masing-masing kelompok.
2. dua kali lipat sumbu rotasi yang diputar oleh 180 °. Akan ada total setara dua simetri-partikel.
3. tiga sumbu rotasi yang diputar oleh 120 °. Ada total naik ke tiga simetri-partikel setara.
4. empat kali lipat sumbu rotasi, yang diputar oleh 90 °. Akan ada total empat simetri-partikel setara.
5. sechszählige sumbu rotasi, yaitu rotasi sebesar 60 °. Akan ada enam simetri-partikel setara.
1.5.3 Paduan operasi simetri (pembalikan rotasi sumbu)
• Pembalikan dari dua kali lipat sumbu rotasi yang diputar oleh 180 ° dan kemudian titik refleksi. Akan ada total setara dua simetri-partikel. Karena operasi ini mengarah kepada hasil yang sama sebagai refleksi dalam pesawat, simbol ini tidak digunakan, tetapi selalu diberikan sebagai cermin pesawat m \.
• Inversi tiga sumbu rotasi, yaitu rotasi sebesar 120 ° dan kemudian titik refleksi.Akan ada enam simetri-partikel setara.
• Empat kali lipat sumbu inversi putar yang diputar oleh 90 ° dan kemudian titik refleksi.Akan ada total empat simetri-partikel setara.
• sechszählige sumbu inversi putar yang diputar oleh 60 ° dan kemudian titik refleksi.Akan ada enam simetri-partikel setara.



1.5.4 Gabungan operasi simetri (sumbu rotasi tegak lurus) untuk cermin pesawat
• Dua kali lipat tegak lurus terhadap sumbu rotasi pesawat cermin disebutkan ( "dua atas m"). Akan ada total empat simetri-partikel setara.
• Tiga-kali lipat sumbu rotasi tegak lurus ke cermin pesawat disebutkan ( "Tiga lebih m"). Akan ada enam simetri-partikel setara. Karena operasi ini mengarah kepada hasil yang sama seperti sumbu inversi sechszählige sumbu rotasi, simbol ini tidak digunakan, tetapi selalu dinyatakan dalam sumbu inversi sechszählige sumbu rotasi \ bar6.
• Empat kali lipat sumbu rotasi tegak lurus ke cermin pesawat disebutkan ( "empat atas m"). Akan ada total delapan simetri-partikel setara.
• sechszählige sumbu yang tegak lurus berbicara dengan cermin pesawat ( "enam di atas m"). Akan ada total setara dua belas simetri-partikel.
1.5.5 Simbol dari grup jalur
Menggunakan simbol-simbol di atas dapat menjadi titik 32 kelompok (kristal kelas) untuk menjelaskan, karena operasi simetri kristal kelas, tidak ada terjemahan (lihat bagian ruang termasuk kelompok).

Dalam triclinic sistem kristal, ada grup jalur 1 \ (tidak adanya pusat inversi) dan \ bar (1) (kehadiran pusat inversi). Untuk sistem lain, operasi simetri kristal yang diberikan sehubungan dengan tiga arah kristalografi ditandai.




Monoclinicaly Orthorhombisch Tetragonaly Trigonal Hexagonaly Cubically
1. Place [100] [100] [001] [001] [001] [100]
2. Place [010] [010] [100] [100] [100] [111]
3. Place [001] [001] [1-10] [1-10] [1-10] [1-10]
Ada putaran dan sumbu inversi putar paralel dan tegak lurus bidang simetri ditunjukkan dalam zona ini. Dalam grup jalur trigonal penting untuk dicatat bahwa zona pada pembentukan sistem koordinat heksagonal diberikan.Jika diabaikan, yang disingkat ejaan Hermann-simbol Mauguin informasi berlebihan. Bukannya 4 / m \ 2 / m \ 2 / m ditulis sebagai 4 / m \ m \ m.
1.5.6 Simbol kelompok ruang
Istilah untuk kelompok ruang bekerja sebagai orang-orang dari grup jalur. Selain itu, didahului oleh yang berpusat dari kisi Bravais :
• P : Primitif
• A : B atau C: area –
• Q : universal wajah –
• I : berpusat
• R : rhombohedral kisi dengan rhombohedral keterpusatan

Tidak ada komentar:

Posting Komentar