11
kation yang dikelilingi oleh lautan elektron atau lebih dikenal dengan “awan elektron”. Berbeda dengan ikatan atom unsur lainnya yang ikatannya terjadi
antar satu atau dua atom, logam dikatakan tidak memiliki ikatan yang sejati antar atomnya karena elektron-elektron valensi dari tiap-tiap atom digunakan
secara bersama oleh atom lainnya sehingga ikatan logam lebih kuat dan seragam. Pada suhu diatas titik lelehnya logam akan mencair dan jika
didinginkan maka atom-atomnya akan menyusun kembali akan kembali membentuk padatan.
Logam memiliki struktur atom raksasa yang terikat dengan ikatan logam. “Raksasa” disini menujukkan besarnya variabel yang terlibat didalamnya dan
bergantung pada ukuran logamnya. Kebanyakan logam memiliki susunan atom yang padat dan berusaha memuat sebanyak mungkin atom dalam
volume yang tersedia.
Gambar 3.2. Susunan padat dari atom logam
B. Struktur Kristal Logam
Untuk membentuk ikatan logam yang sangat kuat, logam disusun bersama- sama serapat mungkin. Ada beberapa cara penyusunan dari atom-atomnya.
Jika kita umpamakan atom-atom yang menyusun logam adalah kelereng, kemudian kelereng-kelereng tersebut kita susun dalam sebuah kotak.
Kelereng-kelereng tersebut akan menempati bagian bawah kotak dengan membentuk barisan yang teratur dan rapi, demikian diikuti oleh barisan kedua
dan seterusnya. Lapisan kedua kelereng tidak dapat menempati langsung ruang kosong tepat di atas kelereng lapisan pertama sehingga deretan
kelereng di lapisan ini bergerak ke dalam ruang antara kelereng dari lapisan pertama. Lapisan kelereng pertama A dan lapisan kedua B akan membentuk
lapisan AB jika digabungkan.
12
Gambar 3.3. Susunan lapisan A dan B menyusun diri dengan mengisi ruang kosong semaksimal mungkin agar memiliki struktur yang padat
Saat akan menyusun lapisan ke tiga juga harus tepat. Atom pada lapis ke tiga akan bersarang di cekungan antara atom-atom di lapisan kedua dengan dua
cara. Jika kelereng baris ke tiga disusun seperti pada baris pertama A, maka pengaturannya akan digambarkan sebagai ABA. Jika disusun terus hingga
menjadi ABABAB maka susunan tersebut biasa disebut dengan susunan hexagonal close packing HCP.
Gambar 3.4. Susunan hexagonal close packing HCP Jika baris atom dikemas dalam lapisan ketiga tidak berada dalam bentuk
lapisan A atau B, maka lapisan ketiga disebut C. Urutan susunannya akan menjadi ABCABC, dan bentuk ini dikenal sebagai kubik berpusat muka atau
face-centered cubic FCC. Pengaturan seperti ini memberikan kemasan atom yang saling berdekatansehingga hanya meninggalkan sekitar
seperempat ruang yang tersedia kosong.
13
Gambar 3.5. Susunan face-centered cubic FCC Pengulangan susunan terkecil dari atom dalam kristal disebut sel satuan.
Dalam pengaturan FCC, ada delapan atom di sudut sel unit dan satu atom berpusat di setiap wajah. Atom di wajah berbagi dengan sel yang berdekatan.
Unit sel FCC terdiri dari empat atom, seperdelapan di delapan di sudut-sudut dan setengah di enam bagian di wajah.
Gambar 3.6. Jumlah atom penyusun satu unit sel FCC Susunan pengaturan ketiga yang umum pada logam adalah kubik berpusat-
badan atau body-centered cubic BCC. Sel satuan BCC memiliki atom pada masing-masing delapan sudut kubus plus satu atom di pusat kubus. Karena
setiap atom di sudut adalah atom untuk sudut kubus lain, atom di setiap sudut sel satuan akan dibagi di antara delapan sel unit.
14
Gambar 3.7. Susunan body-centered cubic BCC Sel satuan BCC terdiri dari total bersih dari dua atom, sebuah yang ada di
pusat dan seperdelapan di delapan sudut-sudut.
Gambar 3.8. Jumlah atom penyusun satu unit sel BCC Dibawah ini adalah bentuk beberapa kristal unsur logam pada suhu kamar.
Tabel 3.1. Struktur kristal beberapa logam pada suhu kamar Nama Unsur
Logam Struktur
Kristal Nama
Unsur Logam
Struktur Kristal
Aluminum FCC Nikel FCC
Kadmium HCP Niobium
BCC Kromium BCC
Platinum FCC
Kobalt HCP Perak
FCC Tembaga FCC
Titanium HCP Emas FCC
Vanadium BCC
Besi BCC Seng
HCP Timah FCC
Zirconium HCP
Magnesium HCP Saat atom suatu logam cair mulai menyusun bersama untuk membentuk kisi
kristal pada titik bekunya, kelompok-kelompok dari atom-atom ini akan membentuk suatu kristal kecil. Kristal kecil ini akan bertambah ukurannya
dengan bertambahnya atom terus-menerus saat terjadi pendinginan.Padatan
15
kristal yang dihasilkan tidak menghasilkan satu kristal kristal saja tapi menghasilkan banyak kristal-kristal kecil yang disebut butiran grains.
Gambar 3.9. Pertumbuhan kristal menghasilkan butiran Butiran-butiran kristal ini akan tumbuh sampai mereka menimpa atau
berlanggaran dengan kristal yang tumbuh berdekatan. Antarmuka yang terbentuk antara butiran kristal disebut batas butir grain boundary. Suatu
butiran kadang-kadang cukup besar untuk terlihat di bawah mikroskop cahaya biasa atau bahkan dengan kasat mata.
Gambar 3.9. Bentuk butiran logam pada pengamatan dengan mikroskop pembesaran berbeda-beda
C. Cacat Kristal
