PADATAN AMORF: STRUKTUR, SIFAT, CONTOH - KIMIA - 2025

The padatan amorf adalah mereka tanpa jarak jauh struktur memerintahkan. Mereka kebalikan dari apa yang dikenal sebagai padatan kristal. Partikelnya berasosiasi secara tidak teratur, mirip dengan cairan, tetapi dengan kekuatan yang cukup untuk menyatu menjadi struktur padat.

Karakter amorf ini lebih umum daripada yang mungkin Anda pikirkan; sebenarnya ini adalah salah satu kondisi yang mungkin diadopsi oleh materi terkondensasi. Dengan ini dapat dipahami bahwa setiap senyawa yang mampu memadat dan, oleh karena itu, mengkristal, juga dapat menggumpal secara tidak teratur jika kondisi percobaan memungkinkan.

Permen kapas adalah contoh padatan amorf. Sumber: Pixabay.

Kata di atas biasanya berlaku untuk zat murni, baik unsur atau senyawanya. Tapi itu juga berlaku untuk campuran. Banyak campuran padat yang amorf, seperti permen kapas, coklat, mayones, atau kentang tumbuk.

Fakta bahwa padatan adalah amorf tidak membuatnya kurang berharga dibandingkan dengan kristal. Gangguan struktural terkadang memberinya sifat unik yang tidak akan ditunjukkan dalam kondisi kristal. Misalnya, dalam industri fotovoltaik, silikon amorf lebih disukai daripada kristal untuk aplikasi skala kecil tertentu.

Struktur padatan amorf

Perbedaan antara struktur kristal dan struktur amorf. Sumber: Gabriel Bolívar.

Struktur padatan amorf berantakan; ia tidak memiliki periodisitas atau pola struktural. Gambar di atas mengilustrasikan hal ini. A berkorespondensi dengan padatan kristal, sedangkan B mewakili padatan amorf. Perhatikan bahwa di B belah ketupat ungu diatur secara sewenang-wenang, meskipun di A dan B ada jenis interaksi yang sama.

Jika Anda juga melihat B, Anda akan melihat bahwa ada ruang yang tampak kosong; Artinya, struktur tersebut memiliki cacat atau penyimpangan. Oleh karena itu, bagian dari kelainan mikroskopis atau internal padatan amorf disebabkan oleh partikelnya yang "diatur" sedemikian rupa sehingga struktur yang dihasilkan memiliki banyak ketidaksempurnaan.

Pada penyebutan pertama dibuat ruang lingkup dalam tingkat pemesanan padatan amorf. Di B hanya ada beberapa belah ketupat yang tampak sejajar rapi. Mungkin ada wilayah yang teratur; tetapi hanya dalam jarak dekat.

Padatan amorf kemudian dikatakan terdiri dari kristal-kristal kecil yang tak terukur dari berbagai struktur. Jumlah dari semua struktur ini akhirnya menjadi labirin dan tidak berarti: struktur global menjadi tidak berbentuk, terdiri dari balok kristal tak berujung yang tersebar di mana-mana.

Properti

Sifat-sifat padatan amorf bervariasi bergantung pada sifat partikel penyusunnya. Namun, ada karakteristik umum tertentu yang dapat disebutkan. Padatan amorf dapat berbentuk seperti kaca, jika memiliki aspek yang mirip dengan kristal; atau agar-agar, resin, atau berdebu.

Karena strukturnya tidak teratur, mereka tidak menghasilkan spektrum difraksi sinar-X yang andal, demikian pula, titik leburnya tidak tepat, tetapi mencakup kisaran nilai.

Misalnya, titik leleh untuk padatan amorf dapat berkisar dari 20 hingga 60 ° C. Sementara itu, padatan kristal meleleh pada suhu tertentu, atau dalam kisaran sempit jika mengandung banyak pengotor.

Karakteristik lain dari padatan amorf adalah bahwa ketika pecah atau retak, mereka tidak berasal dari fragmen geometris dengan permukaan datar, tetapi fragmen tidak beraturan dengan permukaan melengkung. Jika tidak berbentuk vitreous, mereka tampak sebagai benda berdebu dan buram.

Persiapan

Lebih dari padatan amorf, konsep ini harus diperlakukan sebagai 'keadaan amorf'. Semua senyawa (ionik, molekuler, polimer, logam, dll.) Mampu, sampai batas tertentu, dan jika kondisi eksperimental memungkinkan, membentuk padatan amorf dan non-kristal.

Misalnya, dalam sintesis organik, senyawa padat awalnya diperoleh sebagai massa bubuk. Kandungan pengotornya sangat tinggi sehingga mempengaruhi tatanan molekulnya dalam jangka panjang. Itulah mengapa ketika produk mengkristal berulang kali, padatan menjadi semakin kristal; itu kehilangan karakter amorfnya.

Namun ini tidak berarti bahwa padatan amorf merupakan bahan yang tidak murni; beberapa di antaranya amorf karena sifat kimianya sendiri.

Zat murni dapat mengeras secara amorf jika cairannya mendadak mendingin, sedemikian rupa sehingga partikel-partikelnya tidak mengkristal, tetapi berbentuk seperti kaca. Pendinginannya sangat cepat sehingga partikel tidak memiliki cukup waktu untuk menampung blok kristal yang hampir tidak bisa "lahir".

Air, misalnya, mampu berada dalam keadaan seperti kaca, amorf, dan tidak hanya sebagai es.

Contoh padatan amorf

Mineral dan plastik

Obsidian adalah salah satu dari sedikit mineral amorf yang diketahui. Sumber: Pixabay.

Hampir semua bahan kristal dapat menyesuaikan diri dengan bentuk amorf (dan sebaliknya). Hal ini terjadi pada beberapa mineral, yang karena alasan geokimia tidak dapat membentuk kristal konvensional secara formal. Yang lainnya, di sisi lain, tidak membentuk kristal tetapi kaca; seperti halnya dengan obsidian.

Di sisi lain, polimer cenderung mengeras secara amorf, karena molekulnya terlalu besar untuk menentukan struktur yang teratur. Di sinilah resin, karet, busa polistiren (anime), plastik, Teflon, Bakelite, antara lain, masuk.

Jaringan biologis

Padatan biologis sebagian besar bersifat amorf, seperti: jaringan organ, kulit, rambut, kornea, dll. Demikian pula, lemak dan protein membentuk massa amorf; Namun, dengan persiapan yang tepat, mereka dapat mengkristal (kristal DNA, protein, lemak).

Kacamata

Kaca, padatan amorf

Meskipun telah dibiarkan hampir terakhir, padatan amorf yang paling representatif sejauh ini adalah kaca itu sendiri. Komposisinya pada dasarnya sama dengan kuarsa: SiO ₂ . Baik kristal kuarsa maupun kaca adalah jaringan kovalen tiga dimensi; hanya kisi kaca yang berantakan, dengan ikatan Si-O dengan panjang berbeda.

Sampel kaca metalik

Kaca adalah padatan amorf klasik, dan bahan yang memiliki tampilan serupa dikatakan memiliki keadaan seperti kaca.

Karbon dan logam

Kami memiliki karbon amorf, karbon aktif menjadi salah satu yang terpenting untuk kapasitas penyerapnya. Juga, ada silikon amorf dan germanium, dengan aplikasi elektronik dimana mereka bertindak sebagai semikonduktor.

Dan akhirnya, ada paduan amorf, yang karena perbedaan atom logam konformannya tidak membentuk struktur kristal.

Referensi

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kimia (Edisi ke-8). CENGAGE Learning.
2. Menggigil & Atkins. (2008). Kimia anorganik. (Edisi keempat). Mc Graw Hill.
3. Rachel Bernstein & Anthony Carpi. (2020). Sifat Padatan. Diperoleh dari: visionlearning.com
4. Wikipedia. (2020). Padatan amorf. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
5. Richard Zallen, Ronald Walter Douglas dan Lainnya. (31 Juli 2019). Padatan amorf. Encyclopædia Britannica. Diperoleh dari: britannica.com
6. Elsevier BV (2020). Padatan Amorf. ScienceDirect. Diperoleh dari: sciencedirect.com
7. Danielle Reid. (2020). Padatan Amorf: Definisi & Contoh. Belajar. Diperoleh dari: study.com
8. Karya seni kubus Rubik. (2008). Apa itu bahan amorf? Diperoleh dari: web.physics.ucsb.edu