Sistem Kristal Isometrik (Cubic)

Pengertian Kristal

Kristal atau hablur adalah suatu padatan yang atom, molekul, atau ion penyusunnya terkemas secara teratur dan polanya berulang melebar secara tiga dimensi. Secara umum, zat cair membentuk kristal ketika mengalami proses pemadatan. Pada kondisi ideal, hasilnya bisa berupa kristal tunggal, yang semua atom-atom dalam padatannya "terpasang" pada kisi atau struktur kristal yang sama, tapi, secara umum, kebanyakan kristal terbentuk secara simultan sehingga menghasilkan padatan polikristalin. Misalnya, kebanyakan logam yang kita temui sehari-hari merupakan polikristal. Struktur kristal mana yang akan terbentuk dari suatu cairan tergantung pada kimia cairannya sendiri, kondisi ketika terjadi pemadatan, dan tekanan ambien. Proses terbentuknya struktur kristalin dikenal sebagai kristalisasi. 

Proses Pembentukan Kristal

Pada kristal ada beberapa proses atau tahapan dalam pembentukan kristal. Proses yang di alami oleh suatu kristal akan mempengaruhi sifat-sifat dari kristal tersebut. Proses ini juga bergantung pada bahan dasar serta kondisi lingkungan tempat dimana kristal tersebut terbentuk.

Berikut ini adalah fase-fase pembentukan kristal yang umumnya terjadi pada pembentukan kristal :

a.  Fase cair ke padat : kristalisasi suatu lelehan atau cairan sering terjadi pada skala luas dibawah kondisi alam maupun industri. Pada fase ini cairan atau lelehan dasar pembentuk kristal akan membeku atau memadat dan membentuk kristal. Biasanya dipengaruhi oleh perubahan suhu lingkungan.

      b.  Fase gas ke padat (sublimasi) : kristal dibentuk langsung dari uap tanpa melalui fase cair. Bentuk kristal biasanya berukuran kecil dan kadang-kadang berbentuk rangka (skeletal form). Pada fase ini, kristal yang terbentuk adalah hasil sublimasi gas-gas yang memadat karena perubahan lingkungan. Umumnya gas-gas tersebut adalah hasil dari aktifitas vulkanis atau dari gunung api dan membeku karena perubahan temperature.

c. Fase padat ke padat : proses ini dapat terjadi pada agregat kristal dibawah pengaruh tekanan dan temperatur (deformasi). Yang berubah adalah struktur kristalnya, sedangkan susunan unsur kimia tetap (rekristalisasi). Fase ini hanya mengubah kristal yang sudah terbentuk sebelumnya karena terkena tekanan dan temperatur yang berubah secara signifikan. Sehingga kristal tersebut akan berubah bentuk dan unsur-unsur fisiknya. Namun, komposisi dan unsur kimianya tidak berubah karena tidak adanya faktor lain yang terlibat kecuali tekanan dan temperatur.

        

  Sistem Kristal

Dalam mempelajari dan mengenal bentuk kristal secara mendetail, perlu diadakan pengelompokkan yang sistematis. Pengelompokkan itu didasarkan pada perbangdingan panjang, letak (posisi) dan jumlah serta nilai sumbu tegaknya. Bentuk kristal dibedakan berdasarkan sifat-sifat simetrinya (bidang simetri dan sumbu simetri) dibagi menjadi tujuh sistem, yaitu : Isometrik, Tetragonal, Hexagonal, Trigonal, Orthorhombik, Monoklin dan Triklin.

 

Dari tujuh sistem kristal dapat dikelompokkan menjadi 32 kelas kristal. Pengelompokkan ini berdasarkan pada jumlah unsur simetri yang dimiliki oleh kristal tersebut. Sistem Isometrik terdiri dari lima kelas, sistem Tetragonal mempunyai tujuh kelas, sistem Orthorhombik memiliki tiga kelas, Hexagonal tujuh kelas dan Trigonal lima kelas. Selanjutnya Monoklin mempunyai tiga kelas dan Triklin dua kelas.

Tabel 1.1 Tujuh Sistem Kristal

No	Sistem Kristal	Axial Ratio	Sudut Kristalografi
1	Isometrik	a = b = c	α = β = γ = 90˚
2	Tetragonal	a = b ≠ c	α = β = γ = 90˚
3	Hexagonal	a = b = d ≠ c	α = β = 90˚ ; γ = 120˚
4	Trigonal	a = b = d ≠ c	α = β = 90˚ ; γ = 120˚
5	Orthorhombik	a ≠ b ≠ c	α = β = γ = 90˚
6	Monoklin	a ≠ b ≠ c	α = β = 90˚ ≠ γ
7	Triklin	a ≠ b ≠ c	α ≠ β ≠ γ ≠ 90˚

Sumbu, Sudut dan Bidang 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.

Sudut simetri adalah sudut antar sumbu-sumbu yang berada dalam sebuah kristal. Sudut-sudut ini berpangkal (dimulai) pada titik persilangan sumbu-sumbu utama pada kristal yang akan sangat berpengaruh pada bentuk dari kristal itu sendiri.

Bidang simetri adalah bidang bayangan yang dapat membelah kristal menjadi dua bagian yang sama, dimana bagian yang satu merupakan pencerminan (refleksi) dari bagian yang lainnya. Bidang simetri ini dapat dibagi menjadi dua, yaitu bidang simetri aksial dan bidang simetri menengah. Bidang simetri aksial bila bidang tersebut membagi kristal melalui dua sumbu utama (sumbu kristal).

Proyeksi Orthogonal

Proyeksi orthogonal adalah salah satu metode proyeksi yang digunakan untuk mempermudah penggambaran. Proyeksi orthogonal ini dapat diaplikasikan hampir pada semua penggambaran yang berdasarkan hukum-hukum geometri. Contohnya pada bidang penggambaran teknik, arsitektur, dan juga kristalografi. Pada proyeksi orthogonal, cara penggambaran adalah dengan menggambarkan atau membuat persilangan sumbu. Yaitu dengan menggambar sumbu a,b,c dan seterusnya dengan menggunakan sudut-sudut persilangan atau perpotongan tertentu. Dan pada akhirnya akan membentuk gambar tiga dimensi dari garis-garis sumbu tersebut dan membentuk bidang-bidang muka kristal

 Sistem Isometrik

 

Sistem Isometrik adalah sistem kristal yang paling simetri dalam ruang tiga dimensi. Sistem ini tersusun atas tiga garis kristal berpotongan yang sama panjang dan sama sudut potong satu sama lain, sistem ini berbeda dengan sistem lain dari berbagai sudut pandang. Sistem ini tidak berpolar seperti yang lain, yang membuatnya lebih mudah dikenal. Kata isometrik berarti berukuran sama, terlihat pada struktur tiga dimensinya yang sama simetri, atau dikenal pula dengan sistem kristal  kubus atau kubik. Jumlah sumbu kristalnya ada tiga dan saling tegak lurus satu dengan yang lainnya. Dengan perbandingan panjang yang sama untuk masing-masing sumbunya.

 Sumber : http://www.geologycafe.com/images/forms_cubic.jpg

Pada kondisi sebenarnya, sistem kristal Isometrik memiliki axial ratio (perbandingan sumbu a1 = a2 = a3, yang artinya panjang sumbu a1 sama dengan sumbu a2 dan sama dengan sumbu a3. Dan juga memiliki sudut kristalografi α = β = γ = 90˚. Hal ini berarti, pada sistem ini, semua sudut kristalnya ( α , β dan γ ) tegak lurus satu sama lain (90˚).

Sistem Isometrik memiliki perbandingan sumbu a1 : a2 : a3 = 1 : 3 : 3. Artinya, pada sumbu a1 ditarik garis dengan nilai 1, pada sumbu a2 ditarik garis dengan nilai 3, dan sumbu a3 juga ditarik garis dengan nilai 3 (nilai bukan patokan, hanya perbandingan). Sudut antara a1 dengan a2 = 90^o, sudut antara a2 dengan a3 = 90^o, sudut antara a3 dengan a1 = 90^o, sedangan sudut antara a1 dengan –a2 = 30^o. Hal ini menjelaskan bahwa antara sumbu a1 memiliki nilai 30˚ terhadap sumbu –a2.

   

 Kelas – Kelas Sistem Isometrik

1. Kelas Tetratoidal

· Kelas : Ke-28, Simetri : 2 3

·  Elemen Simetri : Terdapat empat sumbu putar tiga, dan tiga sumbu putar dua.

· Garis Sumbu Kristal : Tiga garis yang sama disimbolkan dengan a1, a2, dan a3

· Sudut : Ketiga-tiganya 90^o

· Bentuk Umum : Tetartoidal yang unik, serta pyritohedron, kubik, deltoidal dodecahedron, pentagonal dodecahedron, rhombik dodecahedron, dan tetrahedron.

· Mineral yang Umum : Changcengit, Korderoit, Gersdorffit, Langbeinit, Maghemit, Micherenit, Pharmacosiderit, Ullmanit, dan lain-lain.

2. Kelas Hexoctahedral

· Kelas : Ke-32, Simetri : 4/m 3bar 2/m

· Elemen Simetri : Merupakan kelas yang paling simetri untuk bidang tiga dimensi dengan empat sumbu putar tiga, dan tiga sumbu putar dua, dan sumbu putar dua, dengan sembilan bidang utama dan satu pusat.

· Garis Sumbu Kristal : Tiga garis yang sama disimbolkan dengan a1, a2, dan a3

· Sudut : Ketiga-tiganya 90^o

· Bentuk Umum : Kubik, bidang delapan, bidang duabelas, dan trapezium. Dan kadang-kadang trisoktahedron, tetraheksahedron, dan heksotahedron.

· Mineral yang Umum : Flurit, Galena, Intan, Tembaga, Besi, Timah, Platina, Perak, Emas, Halit, Bromargyrit, Kllorargirit, Murdosit, Piroklor, kelompok Garnet, sebagian besar kelompok Spinel, Uraninit dan lain-lain.

3. Kelas Hextetrahedral

· Kelas : Ke-31, Simetri : 4bar 3/m

· Elemen Simetri : Terdapat empat sumbu putar tiga, dan tiga sumbu putar empat, dan enam bidang kaca.

· Sumbu Kristal : Tiga sumbu sama panjang yang disebut a1, a2, dan a3.

· Sudut : Ketiga-tiganya 90^o

· Bentuk Umum : Empatsisi, tristetrahedron, deltoidal dodecahedron, dan hekstetrahedron serta yang jarang kubik, rhombik dodecahedron dan tetraheksahedron.

·Mineral yang Umum : Sodalit, Sphalerit, Domeykit, Hauyne, Lazurit, Rhodizit, dan lain-lain.

4. Kelas Diploidal

· Kelas : Ke-29, Simetri : 2/m 3bar

· Elemen Simetri : Terdapat empat sumbu putar tiga, dan tiga sumbu putar dua, dan tiga bidang kaca dan satu pusat.

· Garis Sumbu Kristal : Tiga garis yang sama disimbolkan dengan a1, a2, dan a3

· Sudut : Ketiga-tiganya 90^o

·Bentuk Umum : Diploid dan pyritohedron dan juga kubik, octahedron, rhombik dodecahedron, trapezohedron dan yang jarang trisoctahedron.

·Mineral yang Umum : Pyrite, Kobaltit, Kliffordit, Haurit, Penrosit, Tychit, Laurit, dan lain-lain

5. Kelas Giroid

·Kelas : Ke-30, Simetri : 4 3 2

·Elemen Simetri : Terdapat tiga sumbu putar empat, dan empat sumbu putar tiga, dan enam sumbu putar dua

·Garis Sumbu Kristal : Tiga garis yang sama disimbolkan dengan a1, a2, dan a3

·Sudut : Ketiga-tiganya 90^o

·Bentuk Umum : Kubik, octahedron, dodecahedron, dan trapezohedron, serta yang jarang trisoctahedron dan tetraheksahedron.

·Mineral yang Umum : Cuprit, Voltait, dan Sal Amoniak.