KRISTALOGRAFI

KRISTALOGRAFI
Kristalografi adalah suatu cabang dari mineralogi yang mempelajari sistemsistem kristal. Suatu kristal dapat didefinisikan sebagai padatan yang secara esensial mempunyai pola difraksi tertentu (Senechal, 1995 dalam Hibbard,2002). Jadi, suatu kristal adalah suatu padatan dengan susunan atom yang berulang secara tiga dimensional yang dapat mendifraksi sinar X. Kristal secara sederhana dapat didefinisikan 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.
Sistem monoklin

Monoklin artinya hanya mempunyai satu sumbu yang miring dari tiga sumbu

yang dimilikinya. Sumbu a tegak lurus terhadap sumbu b; 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.


(a)

(b) (c)


GAMBAR 2.6: Sistem monoklin: (a) asli, (b) modi_kasi, dan (c) mineral krokoit

Sistem monoklin

Monoklin artinya hanya mempunyai satu sumbu yang miring dari tiga sumbu
yang dimilikinya. Sumbu a tegak lurus terhadap sumbu b; 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.
Sistem Monoklin
Sistem monoklin merupakan sistem simetri terbesar dengan hampir satu banding tiga dari seluruh mineral termasuk kedalam salah satu kelas dalam sistem ini. Sistem ini terdiri dari dua sumbu tak sama panjang (a dan b) yang saling berpotongan tegak lurus dan sebuah sumbu c yang condong terhadap sumbu a. Sumbu a dan c melintang pada satu bidang. Keduanya tidak saling tegak lurus.
Monoklin artinya hanya mempunyai satu sumbu yang miring dari tiga sumbu yang dimilikinya. Sumbu a tegak lurus terhadap sumbu b; 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.



Sistem monoklin dibagi menjadi tiga kelas, aitu :
1. Kelas prismatic
2. Kelas sphenoidal
3. Kelas domatik
Kelas Prismatic
 Kelas : ke-5
 Simetri : 2/m
 Elemen Simetri : 1 sumbu putar dua dengan sebuah bidang simetri yang berpotongan tegak lurus.
 Sumbu : tidak ada yang sama panjang.
 Sudut : a dan b = 90o, tapi a dan c tidak saling tegak lurus.
 Bentuk Umum : monoklin prisma dan pinakoid.
 Mineral yang Umum : akanthit, aktinolit, aegirin, azurite, allamit, annabergit, arsenopyrit, biotit, borak, boulangerit, brazilianit, brochantit, butlerit, calaverit, carnotit, catapleit, caledonit, celsian, klinoklas, kriolit, datolit, diopside, gypsum, manganit, olivenit, psilomelan, rosasit, talc, wolframit, titanit, dan lain-lain.
Kelas Sphenoidal
 Kelas : ke-4
 Simetri : 2
 Elemen Simetri : 1 sumbu putar.
 Sumbu : tidak ada yang sama panjang.
 Sudut : a dan b = 90o, tapi a dan c tidak saling tegak lurus.
 Bentuk Umum : sphenoid, pedion, dan pinakoid.
 Mineral yang Umum : boltwoodit, halotrichit, franklinfurnaceit, goosekrecit, mesolit, rinkit, wollastonit-2M dan lain-lain.
Kelas Domatik
 Kelas : ke-3
 Simetri : m
 Elemen Simetri : 1 bidang simetri.
 Sumbu : tidak ada yang sama panjang.
 Sudut : a dan b = 90o, tapi a dan c tidak saling tegak lurus.
 Bentuk Umum : kubah, pedion, dan pinakoid.
 Mineral yang Umum : alamosit, antigorit (serpentin), klinohedrit, natron, neptunit, skolosit, dan lain-lain.


Sistem triklin

Sistem ini mempunyai tiga sumbu yang satu dengan lainnya tidak saling tegak

lurus. Demikian juga panjang masing-masing sumbu tidak sama.
(a)

(b) (c)


GAMBAR 2.7: Sistem triklin: (a) asli, (b)

modifikasi, dan (c) rodokrosit.

Sistem Triklin
Pada sistem ini, semua kristalnya memiliki tiga sumbu kristal tak sama panjang dan saling berpotongan tetapi tidak saling tegak lurus. Sumbu tersebut dinamai seperti pada sistem orthorombik yaitu a, brachyaxis; b, makroaxis; dan c, vertical axis. Sumbu c membujur vertical, sumbu b melintang dari kiri ke kanan, dan sumbu a melintang menuju pengamat.
Sistem ini mempunyai tiga sumbu yang satu dengan lainnya tidak saling tegak lurus. Demikian juga panjang masing-masing sumbu tidak sama

Sistem triklin terbagi menjadi dua kelas, yaitu :
1. Kelas pinakoid
2. Kelas pedial
Kelas Pinakoid
 Kelas : ke-2
 Simetri : 1bar
 Elemen Simetri : hanya sebuah pusat.
 Sumbu Kristal : tiga sumbu tak sama panjang.
 Sudut : tak ada satupun yang tegak lurus.
 Bentuk Umum : pinakoid.
 Mineral yang Umum : albit, ambligonit, anapait, andesine, babingtonit, bustamit, colinsit, inesit, jamesit, labradorit, rhodonit, dan lain-lain.
Kelas Pedial
 Kelas : ke-1
 Simetri : 1
 Elemen Simetri : hanya sebuah pusat.
 Sumbu Kristal : tiga sumbu tak sama panjang.
 Sudut : tak ada satupun yang tegak lurus.
 Bentuk Umum : pedion.
Mineral yang Umum : axinit, amesit, tundrit, kaolinit, epistolit, dan lain-lain.
TRIKLIN (miring, ketiga arah) ketiga poros tidak sama panjang dan berpotongan serong satu sama lain(albit, anortit, distin)
Bentuk kristal dibagi dalam 6 tata hablur yang didasarkan:
• perbandingan panjang poros – poros hablur
• besarnya sudut persilangan poros – poros hablur

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


1. 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.







2. 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.







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.


Struktur kristal
Suatu padatan dapat berupa kristal atau amorf. Berupa kristal jika atom-atom tersususun sedemikian rupa sehingga posisinya periodik, sedangkan amorf jika atom-atom tersusun secara tidak periodic. Sebagai ilustrasi untuk mengetahui susunan kristal dan amorf adalah sebagai berikut:
> > > > > > > > > > > >
> > > > > > > > > > >>
> > > > > > >> > > > > >
> > > > > > > >> > > >
Gambar 1.1a. Struktur Kristal Gambar 1.1b. Struktur Amorf

2. . Kisi Kristal
Kisi kristal yang biasa disebut kisi dapat dikatakan sebagai abstraksi dari kristal, sehingga kisi merupakan pola dasar atau pola geometri dari kristal, ilustrasi kisi dapat digambarkan seperti gambar 1.3
• • • • •
• • • • •
• • • • •
• • • • •
• • • • •
Gambar 1.3. Kisi kristal
Titik-titik pada gambar 1.3 merupakan tempat kedudukan atom dalam suatu kristal, pada suatu kristal setiap titik tersebut dapat ditempati oleh atom yang sama atau atom berbeda, namun masing-masing posisi satu dengan yang lain tetap periodic.
Kisi ada dua kelompok: kisi Bravais dan non-Bravais. Kisi disebut kisi Bravais jika semua titik kisinya equivalen, sedangkan kisi non-Bravais jika ada beberapa titik kisi yang tidak equivalen. Gambar 1.3 merupakan ilustrasi dari kisi Bravais, sebab setiap titik pada gambar tersebut sama, sedangkan gambar 1.4 merupakan ilustrasi dari kisi non-Bravais sebab ada titk kisi yang berupa “ titik “yang bulat dan kecil.
• • • • •
• • • • •
• • • • •
• • • • •
• • • • •
Gambar 1.4. Kisi non-Bravais
3. . Sel Satuan
Sel satuan ditentukan oleh dua vector yang membatasinya, untuk dua demensi sel satuan merupakan luasan suatu jajaran genjang yang dibatasi oleh sisi-sisi vector dan seperti gambar 1.
Sel satuan tersebut mempunyai empat titik kisi di setiap pojoknya, tetapi masing-masing titik kisi digunakan bersama oleh empat sel terdekat. Jadi masing-masing sel satuan mempunyai satu titik kisi.
Sel satuan untuk tiga demensi dibentuk oleh vector dan seperti ditunjukkan dalam gambar 1.5 dan volume sel satuannya adalah
4. . Sel kisi Primitive dan non-primitive
Sel satuan yang hanya mempunyai satu titik kisi disebut sel kisi primitive, sel tersebut mempunyai volune yang paling kecil, sedangkan sel non-primitive volumenya merupakan kelipatan dari volume sel primitive.
5. . Empat belas Kisi Bravais dan tujuh sistem Kristal
Ke empat belas macam kisi Bravais merupakan konsekuensi dari kondisi simetri translasi. Ke empat belas kisi Bravais dikelompokkan dalam tujuh sistem kristal, masing-masing dicirikan oleh bentuk dan simetri dari sel satuan. Sistem ini adalah Triklinik, monoklinik, orthorhombic, tetragonal, kubik, heksagonal dan trigonal(rhombohidral). Masing-masing bentuk kristal ditentukan oleh sumbu kristal dan serta sudut kristal dan seperti ditunjukkan pada gambar 1.7
Sedangkan ke tujuh sistem kristal dan ke empat-belas kisi Bravais seperti pada table 1.1.
Tabel 1.1. Sistem kristal dan kisi Bravais
No. Sistem kristal Kisi Bravais Sumbu kristal dan sudut kristal pada konvensional sel
1. Triklinik Simple Triklinik
2. Monoklinik Simple Monoklinik
Base-centered Monoklinik
3. Orthorhombik Simple Orthorhombik
Base-centered Orthorhombik
Face-centered Orthorhombik
Body-centered Orthorhombik
4. Tetragonal Simple Tetragonal
Body-centered Tetragonal
5. Cubic Simple cubic
Face-centered cubic
Body-centered cubic
6. Trigonal Simple Trigonal
7. Hexagonal Simple Hexagona

Posted in: