Tugas Pekan 2 Metalurgi Fisik ( Enos Manurung G1C019060 )

TUGAS PEKAN 2

Nama : Enos Manurung

NPM  : G1C019060

Mata Kuliah : Metalurgi fisik

Dosen : A. Sofwan FA,S.T.,M.Tech.,Ph.D

IKATAN ATOM

1. IKATAN ION

       Pada ikatan ion, terjadi transfer elektron dari satu atom ke atom lainnya. Oleh karena berpindahnya elektron, maka atom yang mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif, sedangkan atom yang kehilangan elektron akan bermuatan positif. Jika atom ketambahan elektron, maka atom tersebut menjadi ion negatif atau dikenal dengan istilah anion. Sedangkan jika atom kehilangan elektron, maka atom tersebut menjadi ion positif atau kalion.

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.

2. IKATAN KOVALEN

      Ikatan kovalen adalah ikatan yang umumnya sering dijumpai, yaitu ikatan yang perbedaan elektronegativitas (negatif dan positif) di antara atom-atom yang berikat sangatlah kecil atau hampir tidak ada. Sebagai contoh, O₂ adalah senyawa Oksigen, dalam O₂ terdapat ikatan antara atom yang saling memerlukan elektron untuk mencapai kestabilan sehingga disebut ikatan Kovalen.

3. IKATAN LOGAM

      Pada ikatan logam, elektron-elektron ikatan terdelokalisasi pada kekisi (lattice) atom. Berbeda dengan senyawa organik, lokasi elektron yang berikat dan muatannya adalah statik. Oleh karena delokalisai yang menyebabkan elektron-elektron dapat bergerak bebas, senyawa ini memiliki sifat-sifat mirip logam dalam hal konduktivitas, duktilitas, dan kekerasan.

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.