Nama : M.Adry Fitriarsyah R.
NPM : G1C019020

TUGAS 2 

METALURGI FISIK

IKATAN ATOM

    1) Ikatan Ion 

    Ikatan merupakan ikatan yang terjadi akibat adanya serah terima electron sehingga membentuk ion positif dan negatif yang konfigutasi elektronnya sama dengan gas mulia yang bertujuan untuk mencapai keadaan atom stabil sesuai dengan kaidah duplet dan oktet. Ikatan Ion, Ikatan kimia yang terbentuk antara atom logam dengan atom non logam . 

• Kaidah Duplet : Konfigurasi electron stabil dengan jumlah delapan elektron pada kulit terluat ( elektron valensi = 2 )
• Kaidah Oktet : Konfigurasi electron stabil dengan jumlah delapan elektron pada kulit terluat ( elektron valensi = 8 )

Sebagai contoh NaCl, NaCl merupakan contoh senyawa ion yang sering kita jumpai di kehidupan sehari-hari berupa garam . Dalam NaCl terdapat ikatan atom yang saling melakukan serah terima elektron untuk mencapai kestabilan sehingga disebut ikatan ion . 

Dapat dilihar dari gambar diatas bahwa : 

• Na memiliki nomor atom 11 konfigurasinya, Na = 2 8 1 kulit terluar nya memiliki 1 atom
• Cl memiliki nomor atom 17 konfigurasinya, Cl = 2 8 7 kulit terluar nya 7 atom

Untuk mencapai kestabilan unsur Na membentuk ion positif dengan cara melepaskan satu elektron, sedangkan unsur Cl mencapai kestabilan membentuk ion negatif dengan cara menerima satu elektron. 

Na⁺ + Cl ^- → NaCl 

    2) Ikatan kovalen 

    Ikatan kovalen adalah ikatan yang terjadi akibat adanya pemakaian pasangan elekteon secara bersama-sama oleh dua atom . Ikatan kovalen terbentuk di antara dua atom yang sama- sama ingin menangkap elektron . Ikatan Kovalen, Ikatan kimia antara atom nonlogam dengan atom nonlogam 
Sebagai contoh, O₂ adalah senyawa Oksigen, dalam O₂ terdapat ikatan antara atom yang saling memerlukan elektron untuk mencapai kestabilan sehingga disebut ikatan Kovalen 

Konsep awal ikatan kovalen berawal dari gambar molekul metana sejenis ini. Ikatan kovalen tampak jelas pada struktur Lewis, mengindikasikan pembagian elektron-elektron di antara atom-atom.

Dapat dilihat dari gambar di atas bahwa : 

• O memiliki nomor atom 8 konfigurasinya, O = 2 6 kulit terluar nya memiliki 6 atom

Untuk mencapai kestabilan kedua Unsur O saling memakai 2 atom yang untuk mencapai kestabilan 

O^2- + O^2- → O = O → O₂ 

    

     3) Ikatan Logam 

    Suatu teori menyatakan bahwa ikatan logam terjadi karena ada lautan elektron yang disebut teori awan elektron . Menurut teori ini, Kristal logam tersusun atas ion-ion positif yang tidak bergerak dikelilingi oleh lautan elektron valensi yang bergerak dalam kisi Kristal logam . Elektron-elektron valensi logam bergerak bebas dan mengisi ruang-ruang di antara kisi-kisi logam yang bermuatan positif.

Gaya elektrostatistik antara muatan (+) logam dan muatan (-) dari elektron yang akan menggabungkan kisi-kisi logam tersebut . Tarik menarik dari kation di dalam lautan elektron yang bertindak sebagai perekat dan menggabungkan kation-kation ilmiah inilah yang menyebabkan terbentuknya ikatan logam  

Hubungan antara Energi ikatan atom dan Modulus Young 

Perhatikan gambar diatas :

• Terdapat atom ion yang memiliki r ( Jarak )
• Dari atom ion tersebut terbentuk 2 energi yaitu energi elektrostatik ( Tarikan ) dan energi repulsive (Tolakan)
•  Energi Elektrostatik, terjadi karena ada gaya tarik menarik antara atom yang dapat diperoleh dari Gaya Coulumb  

Dimana : 
Z = Valensi atom
e = Muatan elektron = 1,602 x 10^-19
ε = Permivitas ruang hampa = 8,85 x 10^-12 
r = Jarak antara atom



Pada senyawa K₂O , terjadi ikatan ion dimana 2K⁺ + O^2- → K₂O 

K⁺ , Z (Valensi ) = 1 , O^2- Z ( Valensi ) = 2 
jarak antara keduanya r = 1,5 nanometer = 1,5x 10^-9 

• Energi Tolakan, tejadi bahwa tolakan antara ion kisi akan berbanding lurus dengan 1rⁿ sehingga istilah energi repulsive , akan dinyatakan :

Dimana :
B = skala konstan kekuatan interaksi repulsif
r = jarak terdekat antara dua ion dengan muatan berlawanan
n = eksponen Born, angka antara 5 dan 12 yang menyatakan ketajaman halangan repulsif

• Energi Ikatan Atom :

Dari gambar diatas dapat diketahui bahwa Energi ikatan atom mengalami kestabilan ketika pada suatu titik terendah di grafik tersebut r₀ :

Jika Kurva pada Energi ikatan grafik dibalikkan maka terbentuk grafik modulus elastisitas ( modulus Young )

 

Perhatikan gambar diatas :

•   F(dE/dr = 0 ) adalah nol pada titik seimbang r = ro; Namun, jika atom ditarik terpisah oleh jarak (r - ro)

• kekuatan menolak muncul. Untuk ukuran (r - ro) kecil gaya tolak sebanding dengan (r - ro)untuk semua bahan, baik ketegangan dan kompresi.

• Kekakuan, atom dalam Kristal dipegang bersama oleh rantai yang berlaku seperti pegas kecil. Kita mendefinisikan kekakuan dari salah satu rantai tersebut : Untuk tegangan kecil, bertahan secara konstan ( ini pegas konstan dari rantainya ). Ini berarti kekuatan antara sepasang atom , terpisahkan oleh jarak