Struktur Padatan Wurtzite

Struktur Kristal IonikSenyawa ionik mengkristal dgn kisi kristal tertentu. Kisi kristal yang terbentuk ini dapat diramalkan berdasarkan rasio radius antara kation dan anion yang ada. Apabila rasio antara kation dan anion semakin besar maka bilangan koordinasi kation akan semakin besar pula. Untuk bilangan koordinasi 4 dan 6, rentangan harga rasio radiusnya sama karena tempat selitan yang terbentuk dari 4 buah anion dengan geometri bujursangkar dan tempat selitan yang terbentuk dari 6 buah anion dengan geometri oktahedral memiliki volume yang sama.r+ / r-r- / r+Bilangan Koordinasi KationGeometri Sekitar KationKemungkinan Struktur yang Diperoleh

< 0,155 > 6,452 2 Linear *

0,155 0,225 4,444 6,452 3Segitiga planar *

0,225 0,414 2,415 4,444 4 Tetrahedral Wurtzite, zink blende

0,414 0,732 1,366 2,415 4Bujursangkar *

0,414 0,732 1,366 2,415 6OktahedralNaCl, Rutile

0,732 0,999 1,001 1,366 8Kubus Fluorite

Keterangan: * Belum pernah dilaporkan untuk kristal ionik** BK 12 tdk pernah ditemukan untuk kristal senyawa ionik sederhanaRasio radius dapat digunakan untuk meramalkan struktur dari kristal ionik namun dalam beberapa hal, ramalan yang diberikan tidak selamanya sesuai dgn struktur kristal ionik sebenarnya yang diperoleh dari hasil eksperimen, contoh pada kasus CuF dan KCl.Kelemahan konsep rasio radius dalam memprediksi struktur kristal ionik

Beberapa asumsi yang mendasari konsep rasio radius :1. Ikatan dalam senyawa dianggap 100% murni2. Jari jari kation dan anion dianggap diketahui dgn pasti3. Ion ion dianggap sbg bola bola keras yg tidak elastis4. Sususan yang stabil hanya diperoleh apabila kation dan anion saling bersinggungan5. Ion ion selalu mengadopsi susunan dgn bilangan koordinasi tertinggi

Dalam kenyataannya diperoleh fakta bahwa :1. Tidak ada senyawa yang ikatannya 100% ionik2. Jari jari ion tidak dapat ditentukan dengan pasti karena adanya sumbangan kovalen3. Ion ion bentuknya cenderung tidak sterik karena adanya efek polarisasi4. Ion ion bukan merupakan bola bola yang keras

Senyawa 1: Berilium Oksida (BeO)

Radius Be2+: 0.43 Radius O2-: 1.39Radius ratio: 0.30935 tetrahedral, FCC 4 O2- disusun dalam FCC, Be2+ akan masuk ke dalam lubang tetrahedral dari susunan anion. karena stoikiometri kation : anion = 1:1 , maka 4 ion Be2+ masuk ke dalam sel (Separuh dari lubang tetrahedral terisi.)

Struktur Wurtzite

Unit Sel Wurtzite

Be2+

O2-

Struktur kristal Wurtzite, dinamai oleh suatu mineral Wurtzite, adalah struktur kristal untuk berbagai senyawa biner. Ini adalah contoh dari sistem kristal heksagonal. Prototipe kimia secara konvensional diberi contoh sebagai ZnS, meskipun heksagonal mineral adalah senyawa paduan multi-komponen. Di antara senyawa yang dapat mengambil struktur Wurtzite adalah Wurtzite itu sendiri, AgI, ZnO, CdS, CdSe, -SiC, GaN, AlN, BN dan semikonduktor lainnya. Dalam sebagian besar senyawa ini, wurtzite bukan bentuk disukai dalam kristal bulk, tetapi struktur dapat disukai dalam beberapa bentuk nanokristal dari material. Dalam bahan dengan lebih dari satu struktur kristal, awalan "W" kadang-kadang ditambahkan ke rumus empiris untuk menunjukkan struktur kristal heksagonal, seperti dalam w-BN. Struktur kemasan rapat heksagonal ; hcp O2- (bola kuning) pada setiap titik sudut kisi heksagonal atas (8) dan tengah (4), sehingga ada (8 x1/8) + (4 x ) = 2 anion O2- setiap unit sel Be2+ (bola hitam) pada rongga tetrahedral (hanya setengah yang terisi) = 2 kation Be2+ setiap unit sel Jadi setiap unit sel ada 2 BeO Rasio kation dan anion per unit sel sesuai rumus empiris = 2 : 2 = 1:1 Bilangan koordinasi untuk kation dan anion masing-masing = 4Masing-masing dari dua jenis atom individu membentuk sublattice yang HCP-jenis (singkatan dari "heksagonal close-pack"). Bila dilihat sama sekali, posisi atom adalah sama seperti di lonsdaleite (berlian heksagonal). Setiap atom tetrahedrally terkoordinasi.

Senyawa 2: Tungsten Dioksida (WO2)

Radius W4+: 0.62 Radius O2-: 1.39Radius ratio: 0.446043 tetragonal, bukan struktur close packedBukan struktur kemasan rapat, karena unit sel : Tetragonal Kation W4+ menempati titik sudut (8) dan pusat (1), sehingga tiap unit sel = (8 x 1/8) + 1 = 2 kation W4+ Anion O2- menempati rongga oktahedral interior (2) dan alas (4), sehingga tiap unit sel = 2 + (4 x 1/2) = 4 anion O2- Jadi ada 2 WO2 per unit sel Rasio jumlah kation dan anion = 2 : 4 = 1 : 2 (sesuai rumus empiris) Bilangan koordinasi W = 6 (oktahedral) dan untuk O = 3 (bidang trigonal planar)Contoh: -Oksida : MO2 (dari kation Ti, Nb, Cr, Mo, Ge, Pb, Sn) -Fluorida: MF2 (dari kation Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Pd)Struktur Kristal Rutile

W4+O2-

Unit Sel Rutile

Senyawa 3: Flouride Mercury (HgF2)

Radius Hg2+: 1.11 Radius F-: 1.34Radius ratio: 0.82835 cubic, CCPStruktur kemasan rapat kubus : CCP Hg2+ menempati setiap titik sudut (ada 8) dan pusat muka kubus (ada 6), sehingga jumlah kation Hg2+ setiap unit sel adalah : (8 x 1/8) + (6 x ) = 4 kation Hg2+ setiap unit sel F- menempati semua rongga tetrahedral yaitu sebanyak 8 anion F- Dengan demikian rasio jumlah kation dan anion memenuhi angka banding = 1 : 2 Bilangan koordinasi kation Hg2+ adalah 8 Bilangan koordinasi anion F- adalah 4 Diadopsi oleh CaF2, BaCl2, PbO2, ThO2 UO2

Unit Sel FlouriteHg2+

F-

Pustaka Acuan

http://staff.ui.ac.id/system/files/users/ykrisna/material/topik5padatanionikdanlogam.pdf diakses pada Rabu, 22 Oktober 2014 pukul 20.50 WIBhttp://prananto.lecture.ub.ac.id/files/2011/12/Ikatan-dan-Senyawa-Ionik-Ponco.pdf diakses pada Rabu, 22 Oktober 2014 pukul 21.30 WIBhttp://www.slideshare.net/farchemia65/struktur-kristal-ionik diakses pada Kamis, 23 Oktober 2014 pukul 23.10 WIBhttp://en.wikipedia.org/wiki/Wurtzite_crystal_structure diakses pada Kamis, 23 Oktober 2014 pukul 23.30 WIB

Tugas SSRSA A: Struktur Kristal Ionik (Wurtzite, Rutile, Flourite)

6