RAPAT ARUS IKATAN ZAT PADAT

dikeluarkandigunakan. Selainitu, baterai nikel kadmium juga sangat sensitif terhadap kelebihan pengisian,sehingga perlu perhatian khusus pada saat pengisian muatan listrik padabaterai. Ada beberapa kelebihan elemen sekunder jika dibanding dengan elemen primer,antara lain : Ø Elemen sekunder lebih tahan lama Ø Arus listrik yang dihasilkan lebih besar Ø Dapat diisi ulang di cas

B. RAPAT ARUS

“rapat arus ialah besarnya arus listrik tiap-tiap mm² luas penampang kawat”. Gambar kerapatan arus listrik Arus listrik mengalir dalam kawat penghantar secara merata menurut luas penampangnya. Arus listrik 12 A mengalir dalam kawat berpenampang 4mm², maka kerapatan arusnya 3Amm² 12A4 mm², ketika penampang penghantar mengecil 1,5mm², maka kerapatan arusnya menjadi 8Amm² 12A1,5 mm². Kerapatan arus berpengaruh pada kenaikan temperatur. Suhu penghantar dipertahankan sekitar 300°C, dimana kemampuan hantar arus kabel sudah ditetapkan dalam tabel Kemampuan Hantar Arus KHA. Tabel Kemampuan Hantar Arus KHA Berdasarkan tabel KHA kabel pada tabel diatas, kabel berpenampang 4 mm², 2 inti kabel memiliki KHA 30A, memiliki kerapatan arus 8,5Amm². Kerapatan arus berbanding terbalik dengan penampang penghantar, semakin besar penampang penghantar kerapatan arusnya mengecil. Rumus-rumus dibawah ini untuk menghitung besarnya rapat arus, kuat arus dan penampang kawat: J = IA Dimana : I = J x A J = Rapat arus [amm 2 ] A = IJ I = Kuat arus [Amp] A = luas penampang kawat [ mm²]

C. SILIKON DAN GERMANIUM

Silikon dan Germanium adalah bahan semikonduktor yang paling banyak digunakan dalam pembuatan komponen elektronika. Silikon lebih banyak digunakan daripada Gemanium karena sifatnya yang lebih stabil pada suhu tinggi. Silikon adalah material dengan struktur pita energi tidak langsung indirect bandgap, di mana nilai minimum dari pita konduksi dan nilai maksimum dari pita valensi tidak bertemu pada satu harga momentum yang sama. Ini berarti agar terjadi eksitasi dan rekombinasi dari pembawa muatan diperlukan perubahan yang besar pada nilai momentumnya atau dapat dikatakan dibutuhkan bantuan sebuah partikel dengan momentum yang cukup seperti phonon untuk mengkonservasi momentum pada semua proses transisi. Dengan kata lain, silikon sulit memancarkan cahaya. Sifat ini menyebabkan silikon tidak layak digunakan sebagai piranti fotonikoptoelektronik.

1. Silikon Latin: silex, silicis, flint, silicium

Davy pada tahun 1800 menganggap silika sebagai senyawa ketimbang suatu unsur. Sebelas tahun kemudian pada tahun 1811, Gay Lussac dan Thenard mungkin mempersiapkan amorphous sillikon tidak murni dengan cara memanaskan kalium dengan silikon tetrafluorida. Pada tahun 1824 Berzelius, yang dianggap sebagai penemu pertama silikon, mempersiapkan amorphous silikon dengan metode yang sama dan kemudian memurnikannya dengan membuang fluosilika dengan membersihkannya berulang kali. Deville pada tahun 1854 pertama kali mempersiapkan silikon kristal, bentuk alotropik kedua unsur ini. Silikon sering digunakan untuk membuat serat optik dan dalam operasi plastik digunakan untuk mengisi bagian tubuh pasien dalam bentuk silikone . Silikon dalam bentuk mineral dikenal pula sebagai zat kersik. Sebagian besar silikon digunakan secara komersial tanpa dipisahkan, terkadang dengan sedikit pemrosesan dari senyawanya di alam. Contohnya adalah pemakaian langsung batuan, pasir silika, dan tanah liat dalam pembangunan gedung. Silika juga terdapat pada keramik. Banyak senyawa silikon modern seperti silikon karbida yang dipakai dalam pembuatan keramik berdaya tahan tinggi. Silikon juga dipakai sebagai monomer dalam pembuatan polimer sintetik silikone . Unsur silikon juga berperan besar terhadap ekonomi modern. Meski banyak silikon digunakan pada proses penyulingan baja, pengecoran aluminium, dan beberapa proses industri kimia lainnya, sebagian silikon juga digunakan sebagai bahan semikonduktor pada elektronik-elektronik. Karena penggunaannya yang besar pada sirkuit terintegrasi , dasar dari komputer, maka kelangsungan teknologi modern bergantung pada silikon. Silikon juga merupakan elemen esensial pada biologi, meskipun hanya dibutuhkan hewan dalam jumlah amat kecil. Beberapa jenis makhluk hidup yang membutuhkannya antara lain jenis porifera dan mikroorganisme jenis diatom . Silikon digunakan untuk membuat struktur tubuh mereka. a. Pengertian Silikon Silikon adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Si dan nomor atom 14. Senyawa yang dibentuk bersifat paramagnetik . Unsur kimia ini ditemukan oleh Jöns Jakob Berzelius . Silikon merupakan unsur metaloid tetravalensi , bersifat lebih tidak reaktif daripada karbon unsur nonlogam yang tepat berada di atasnya pada tabel periodik , tetapi lebih reaktif daripada germanium , metaloid yang berada persis di bawahnya pada tabel periodik. Kontroversi mengenai sifat-sifat silikon bermula sejak penemuannya: silikon pertama kali dibuat dalam bentuk murninya pada tahun 1824 dengan nama silisium dari kata bahasa Latin : silicis, dengan akhiran -ium yang berarti logam. Meski begitu, pada tahun 1831, namanya diganti menjadi silikon karena sifat-sifat fisiknya lebih mirip dengan karbon dan boron . Silikon adalah unsur yang paling melimpah kedua di kerak bumi setelah oksigen. Sebagian besar silikon ada sebagai komponen batu silikat dan unsur bebasnya tidak ditemukan di alam. Oleh karena itu, silikon dihasilkan dengan mereduksi kuarsa dan pasir dengan karbon berkualitas tinggi dengan menggunakan tungku listrik. Silikon dengan kemurnian tinggi dihasilkan dengan reduksi SiHCl3 dengan menggunakan hidrogen. SiHCl3 dihasilkan dengan melakukan hidrokhlorasi silikon berkemurnian rendah diikuti dengan pemurnian. Silikon merupakan polimer nonorganik yang bervariasi, dari cairan, gel, karet, hingga sejenis plastik keras. Beberapa karakteristik khusus silikon: tak berbau, tak berwarna, kedap air, serta tak rusak akibat bahan kimia dan proses oksidasi, tahan dalam suhu tinggi, serta tidak dapat menghantarkan listrik. Silikon yang digunakan untuk semikonduktor dimurnikan lebih lanjut dengan metoda pelelehan berzona kristal Czochralski. Kristal silikon mp 1410o C memiliki kilap logam dan mengkristal dengan struktur intan. Silikon murni berwujud padat seperti logam dengan titik lebur 1410 C. silikon dikulit bumi terdapat dalam berbagai bentuk silikat, yaitu senyawa silikon dengan oksigen. Unsur ini dapat dibuat dari silikon dioksida SiO 2 yang terdapat dalam pasir, melalui reaksi: SiO 2s + 2C s → Si s + 2CO g Silikon murni berstruktur seperti Intan tetrahedral sehingga sangat keras dan tidak menghantarkan listrik, jika dicampur dengan sedikit unsur lain, seperti alumunium Al atau boron B. silikon bersifat semikonduktor sedikit menghantarkan listrik, yang diperlukan dalam berbagai peralatan, elektronik, seperti kalkulator dan Komputer. Itulah sebabnya silikon merupakan zat yang sangat penting dalam dunia modern. Untuk itu dibutuhkan silikon yang kemurniannya sangat tinggi dan dapat dihasilkan dengan reaksi: SiCl 4g + 2H 2g → Si s + 4HCl g Jari-jari silikon lebih besar dari karbon, sehingga tidak dapat membentuk ikatan π rangkap dua atau tiga sesamanya, hanya ikatan tunggal σ. Karena itu silikon tidak reaktif pada suhu kamar dan tidak bereaksi dengan asam, tetapi dapat bereaksi dengan basa kuat seperti NaOH. Si s + 4OH – aq → SiO 4aq + 2H 2g Pada suhu tinggi, silikon dapat bereaksi dengan hidrogen membentuk hidrida, dan dengan halogen membentuk halide, seperti: Si s + 2H 2 → SiH 4 Si s + 2Cl 2 → SiCl 4 Batuan dan mineral yang mengandung silikon, umumnya merupakan zat padat yang mempunyai titik tinggi, keras, yang setiap keping darinya merupakan suatu kisi yang kontinu terdiri dari atom-atom yang terikat erat. Sebuah contoh dari zat padat demikian, adalah silikon dioksida, yang terdapat dialam dalam bentuk kuarsa, aqata akik, pasir, dan seterusnya. Ada tiga isotop silikon, 28Si 92.23, 29Si 4.67, dan 30Si 3.10. Sebab spin intinya I = 12, 29Si digunakan dalam studi NMR senyawa silikon organik atau silikat NMR padatan. Silikat dan senyawa organosilikon menunjukkan variasi struktur. Kimia organosilikon merupakan area riset dalam kima anorganik yang sangat aktif. Kimia silikon berkembang dengan pesat sejak perkembangan proses industri untuk menghasilkan senyawa organosilikon dengan reaksi langsung metil khlorida CH3Cl dengan kehadiran katalis tembaga. Proses historis ini ditemukan oleh E. G. Rochow tahun 1945. Resin silikon, karet silikon, dan minyak silikon digunakan di banyak aplikasi. Akhir-akhir ini, senyawa silikon telah digunakan dengan meluas dalam sintesis organik selektif. Walaupun silikon adalah unsur tetangga karbon, sifat kimianya sangat berbeda. Contoh yang sangat terkenal kontras adalah antara silikon dioksida SiO2 dengan struktur 3-dimensi, dan gas karbon dioksida, CO2. Senyawa pertama dengan ikatan ganda silikon-silikon adalah Mes2Si=SiMes2 Mes adalah mesitil C6H2CH33 dilaporkan tahun 1981, kontras dengan ikatan rangkap karbon-karbon yang sangat banyak dijumpai. Senyawa seperti ini digunakan untuk menstabilkan ikatan yang tidak stabil dengan substituen yang meruah kestabilan kinetik. 14 aluminium ← silikon → fosfor C ↑ Si ↓ Ge b. Sumber Silikon Silikon terdapat di matahari dan bintang-bintang dan merupakan komponen utama satu kelas bahan meteor yang dikenal sebagai aerolites. Ia juga merupakan komponen tektites, gelas alami yang tidak diketahui asalnya. Silikon membentuk 25.7 kerak bumi dalam jumlah berat, dan merupakan unsur terbanyak kedua, setelah oksigen. Silikon tidak ditemukan bebas di alam, tetapi muncul sebagian besar sebagai oksida dan sebagai silikat. Pasir, quartz, batu kristal, amethyst, agate, flint, jasper dan opal adalah beberapa macam bentuk silikon oksida. Granit, hornblende, asbestos, feldspar, tanah liat, mica, dsb merupakan contoh beberapa mineral silikat. Silikon dipersiapkan secara komersil dengan memanaskan silika dan karbon di dalam tungku pemanas listrik, dengan menggunakan elektroda karbon. Beberapa metoda lainnya dapat digunakan untuk mempersiapkan unsur ini. Amorphous silikon dapat dipersiapkan sebagai bubuk cokelat yang dapat dicairkan atau diuapkan. Proses Czochralski biasanya digunakan untuk memproduksi kristal-kristal silikon yang digunakan untuk peralatan semikonduktor. Silikon super murni dapat dipersiapkan dengan cara dekomposisi termal triklorosilan ultra murni dalam atmosfir hidrogen dan dengan proses vacum float zone. c. Sifat-Sifat Silikon Silikon kristalin memiliki tampak kelogaman dan berwarna abu-abu. Silikon merupakan unsur yang tidak reaktif secara kimia inert, tetapi dapat terserang oleh halogen dan alkali. Kebanyakan asam, kecuali hidrofluorik tidak memiliki pengaruh pada silikon. Unsur silikon mentransmisi lebih dari 95 gelombang cahaya infra merah, dari 1,3 sampai 6 mikrometer. d. Kegunaan Silikon Dalam bentuknya sebagai pasir dantanah liat, dapat digunakan untuk membuat bahan bangunana seperti batu bata. Ia juga bergunasebagai bahan tungku pemanas dan dalam bentuk silikat ia digunakan untuk membuat enamelstambalan gigi, pot-pot tanah liat, dsb. Silika sebagai pasir merupakan bahan utama gelas Gelasdapat dibuat dalam berbagai macam bentuk dan digunakan sebagai wadah, jendela, insulator, danaplikasi-aplikasi lainnya. Silikon tetraklorida dapat digunakan sebagai gelas iridize.Silikon super murni dapat didoping dengan boron, gallium, fosfor dan arsenik untukmemproduksi silikon yang digunakan untuk transistor, sel-sel solar, penyulingan, dan alat-alatsolid-state lainnya, yang digunakan secara ekstensif dalam barang-barang elektronik dan industri antariksa. Hydrogenated amorphous silicone memiliki potensial untuk memproduksi sel-sel murah untuk mengkonversi energi solar ke energi listrik.Silikon sangat penting untuk tanaman dan kehidupan binatang. Diatoms dalam air tawar dan airlaut mengekstrasi silika dari air untuk membentuk dinding-dinding sel. Silika ada dalam abuhasil pembakaran tanaman dan tulang belulang manusia. Silikon bahan penting pembuatan bajadan silikon karbida digunakan dalam alat laser untuk memproduksi cahaya koheren dengan panjang gelombang 4560 A. e. Manfaat Silikon dalam Elektronika  Teknologi Pembuatan Processor - Sand Pasir Pasir, terutama Quartz, memiliki persentase tinggi dalam pembentukan Silicon dioksida SiO2 dan merupakan bahan dasar untuk produksi semikonduktor. - Silikon Cair Silikon dimurnikan dalam tahap berlapis untuk akhirnya nencapai kualitas produksi yang disebut Electronic Grade Silicon EGS. EGS mungkin hanya mengandung sebuah atom asing setiap satu triliun atom Silikonnya. Pada gambar di bawah ini Anda bisa lihat bagaimana sebuah kristal besar tumbuh dari silikon cair yang dimurnikan. Hasilnya adalah kristal tunggal yang disebut Ingot. Silikon cair – skala: level wafer ~300mm 12 inch - Kristal Silikon Tunggal – Ingot Sebuah ingot dibuat dari Electronic Grade Silicon. Sebuah ingot memiliki berat sekitar 100 kilogram 220 pound dan memiliki kemurnian Silicon 99.9999. Mono-crystal Silicon Ingot scale: wafer level ~300mm 12 inch - Pengirisan Ingot Ingot kemudian diiris menjadi disc-disc silikon individual yang disebut wafer. Ingot Slicing — scale: wafer level ~300mm 12 inch - Wafer Wafer-wafer ini dipoles sedemikian rupa hingga tanpa cacat, dengan permukaan selembut kaca cermin. Process rumit 45nm High-KMetal Gate oleh Intel menggunakan wafer dengan diameter 200 milimeter. Saat Intel mulai membuat chip- chip, perusahaan ini mencetak sirkuit-sirkuit di atas wafer 50 milimeter. Dan untuk saat ini menggunakan wafer 300mm, yang menghasilkan penghematan biaya per-chip. Wafer — scale: wafer level ~300mm 12 inch - Mengaplikasikan Photo Resist Cairan warna biru yang di tuangkan di atas wafer saat diputar adalah sebuah proses dari photo resist yang sama seperti yang kita kenal di film untuk fotografi. Wafer diputar selama tahap ini untuk membuatnya sangat tipis dan bahkan mengaplikasikan layer photo resist. Applying Photo Resist — scale: wafer level ~300mm 12 inch - Exposure Hasil dari photo resist diekspos ke sinar ultraviolet UV. Reaksi kimianya ditrigger oleh tahap pada proses tersebut, sama dengan apa yang terjadi pada material film pada sebuah kamera saat Anda menekan tombol shutter. Exposure — scale: wafer level ~300mm 12 inch Hasil dari photo resist yang diekspos ke sinar UV akan bersifat dapat larut. Exposure diselesaikan menggunakan mask yang berfungsi seperti stensil dalam tahap proses ini. Saat digunakan dengan cahaya UV, mask membentuk pola-pola sirkuit yang bervariasi di atas tiap layer dari mikroprosesor. Sebuah lensa di tengah mengurangi image dari mask. Sehingga yang dicetak di atas wafer biasanya adalah empat kali lebih kecil secara linier daripada pola-pola dari mask. - Exposure transistor level Meskipun biasanya ratusan mikroprosesor bisa dihasilkan dari sebuah wafer tunggal, cerita bergambar ini hanya akan fokus pada sebuah bagian kecil dari sebuah mikroprosesor, yaitu pada sebuah transistor atau bagian-bagiannya. Sebuah transistor berfungsi seperti sebuah switch, mengendalikan aliran arus listrik dalam sebuah chip komputer. Peneliti-peneliti di Intel telah mengembangkan transistor-transistor yang sangat kecil sehingga sekitar 30 juta transistor dapat diletakkan pas di kepala sebuah peniti. Exposure — scale: transistor level ~50-200nm - Membersihkan Photo Resist Photo resist yang lengket dilarutkan sempurna oleh suatu pelarut. Proses ini meninggalkan sebuah pola dari photo resist yang dibuat oleh mask. Washing off of Photo Resist scale: transistor level ~50-200nm - Etching Menggores Photo resist melindungi material yang seharusnya tidak boleh tergores. Material yang ditinggalkan akan digores disketch dengan bahan kimia. Etching — scale: transistor level ~50-200nm - Menghapus Photo Resist Setelah proses Etching, photo resist dihilangkan dan bentuk yang diharapkan menjadi terlihat. Removing Photo Resist — scale: transistor level ~50-200nm - Mengaplikasikan Photo Resist Terdapat photo resist warna biru diaplikasikan di sini, diekspos dan photo resist yang terekspos dibersihkan sebelum tahap berikutnya. Photo resist akan melindungi material yang seharusnya tidak tertanam ion-ion. Applying Photo Resist — scale: transistor level ~50-200nm - Penanaman Ion Melalui seuatu proses yang dinamakan “ion implantation” satu bentuk proses yang disebut doping, area-area wafer silikon yang diekspos dibombardir dengan “kotoran” kimia bervariasi yang disebut Ion-ion. Ion-ion ini ditanam dalam wafer silikon untuk mengubah silikon pada area ini dalam memperlakukan listrik. Ion-ion ditembakkan di atas permukaan wafer pada kecepatan tinggi. Suatu bidang listrik mempercepat ion- ion ini hingga kecepatan 300.000 kmjam. Ion Implantation scale: transistor level ~50-200nm - Menghilangkan Photo Resist Setelah penanaman ion, photo resist dihilangkan dan material yang seharusnya di- doped warna hijau memiliki atom-atom asing yang sudah tertanam perhatikan sekilas variasi warnanya. - Transistor yang Sudah Siap Transistor ini sudah dekat pada proses akhirnya. Tiga lubang telah dibentuk etching di dalam layer insulasi warna magenta di atas transistor. Tiga lubang ini akan terisi dengan tembaga yang akan menghubungkannya ke transistor-transistor lainnya. Ready Transistor — scale: transistor level ~50-200nm - Electroplating Wafer-wafer diletakkan ke sebuah solusi sulfat tembaga di tahap ini. Ion-ion tembaga ditanamkan di atas transistor melalui proses yang disebut electroplating. Ion-ion tembaga bergerak dari terminal positif anoda menuju terminal negatif katoda yang dipresentasikan oleh wafer. Electroplating scale: transistor level ~50-200nm - Tahap Setelah Electroplating Pada permukaan wafer, ion-ion tembaga membentuk menjadi suatu lapisan tipis tembaga. After Electroplating scale: transistor level ~50-200nm - Pemolesan Material ekses dari proses sebelumnya di hilangkan Polishing — scale: transistor level ~50-200nm - Lapisan Logam Lapisan-lapisan metal dibentuk untuk interkoneksi seperti kabel-kabel di antara transistor-transistor. Bagaimana koneksi-koneksi itu tersambungkan ditentukan oleh tim desain dan arsitektur yang mengembangkan funsionalitas prosesor tertentu misal Intel® Core™ i7 Processor. Sementara chip-chip komputer terlihat sangat flat, sesungguhnya didalamnya memiliki lebih dari 20 lapisan yang membentuk sirkuit yang kompleks. Jika Anda melihat pada pembesaran suatu chip, Anda akan menemukan jaringan yang ruwet dari baris-baris sirkuit dan transistor-transistor yang mirip sistem jalan raya berlapis di masa depan. Metal Layers — scale: transistor level six transistors combined ~500nm - Testing Wafer Bagian dari sebuah wafer yang sudah jadi ini diambil untuk dilakukan test fungsionalitasnya. Pada tahap test ini, pola-pola di masukkan ke dalam tiap chip dan respon dari chip tersebut dimonitor dan dibandingkan dengan daftar yang sudah ditetapkan. Wafer Sort Test scale: die level ~10mm ~0.5 inch - Pengirisan Wafer Wafer di iris-iris menjadi bagian-bagian yang disebut Die. Wafer Slicing scale: wafer level ~300mm 12 inch - Memisahkan Die yang Gagal Befungsi Die-die yang saat test pola merespon dengan benar akan diambil untuk tahap berikutnya. Discarding faulty Dies — scale: wafer level ~300mm 12 inch Discarding faulty Dies scale: wafer level ~300mm 12 inch - Individual Die Ini adalah die tunggal yang telah jadi pada tahap sebelumnya pengirisan. Die yang terlihat di sini adalah die dari sebuah prosesor Intel® Core™ i7. Individual Die scale: die level ~10mm ~0.5 inch - Packaging Bagian dasar, die, dan heatspreader digabungkan menjadi sebuah prosesor yang lengkap. Bagian dasar berwarna hijau membentuk interface elektris dan mekanis bagi prosesor untuk berinteraksi dengan sistem komputer PC. Heatspreader berwarna silver berfungsi sebagai pendingin cooler untuk menjaga suhu optimal bagi prosesor. Packaging scale: package level ~20mm ~1 inch - Prosessor Inilah prosesor yang sudah jadi Intel® Core™ i7 Processor. Sebuah mikroprosesor adalah suatu produk paling kompleks yang pernah dibuat di muka bumi. Faktanya, dibutuhkan ratusan langkah – hanya bagian-bagian paling penting saja yang ditampilkan pada artikel ini – yang dikerjakan di suatu lingkungan kerja terbersih di dunia, sebuah lab mikroprosesor. - Class Testing Selama test terakhir ini, prosesor-prosesor akan ditest untuk key karakteristik mereka diantaranya test pemakaian daya dan frekuensi maksimumnya Class Testing — scale: package level ~20mm ~1 inch - Binning Berdasarkan hasil test dari class testing, prosesor dengan kapabilitas yang sama di kumpulkan pada transporting trays yang sama pula. Binning — scale: package level ~20mm ~1 inch - Retail Package Prosesor-prosesor yang telah siap dan lolos test akhirnya masuk jalur pemasaran dalam satu kemasan box.

2. Germanium Latin: Germania, Jerman

Keberadaan germanium telah ditemukan sekitar 100 tahun yang lalu oleh ahli kimia Rusia, Mendeleev Omitri. Sementara pada tahun 1886, seorang kimiawan Jerman, Clemens Winkler, membuat analisis kimia bijih argyrodite, melihat pada penyelesaian analisisnya bahwa jumlah semua bahan tidak menambahkan ke jumlah sebelumnya. Dalam upaya untuk menemukan substansi yang hilang, ia mengembangkan dan bereksperimen dengan beberapa tes sampai akhirnya ia berhasil mengisolasi itu. Dalam analisis berikutnya ia menemukan bahwa itu cocok deskripsi dari elemen Mendeleev sebelumnya disebut ekasilicon. Winkler memutuskan untuk memberi nama unsur baru germanium, sebagai penghormatan kepada tanah airnya. Logam ini ditemukan di argyrodite, sulfida germanium dan perakgermanite, yang mengandung 8 unsur ini bijih seng, batu bara, dan mineral-mineral lainnya. Unsur ini diambil secara komersil dari debu-debu pabrik pengolahan bijih-bijih seng, dan sebagai produk sampingan beberapa pembakaran batubara. Germanium dapat dipisahkan dari logam-logam lainnya dengan cara distilasi fraksi tetrakloridanya yang sangat reaktif. Dalam bentuknya yang murni, germanium berbentukkristal dan rapuh. Germanium merupakan bahan semikonduktor yang penting. Tehnik pengilangan-zona zone- refining techniques memproduksi germanium kristal untuk semikonduktor dengan kemurnian yang sangat tinggi. Ketika germanium didoping dengan arsenik, galium atau unsur-unsur lainnya, ia digunakansebagai transistor dalam banyak barang elektronik. Kegunaan umum germanium adalah sebagaibahan semikonduktor. Kegunaan lain unsur ini adalah sebagai bahan pencampur logam, sebagaifosfor di bola lampu pijar dan sebagai katalis. Germanium dan germanium oksida tembus cahayasinar infra merah dan digunakan dalam spekstroskopi infra mera dan barang-baran optik lainnya,termasuk pendeteksi infra merah yang sensitif. Index refraksi yang tinggi dan sifat dispersioksidanya telah membuat germanium sangat berguna sebagai lensa kamera wide-angle danmicroscope objectives. Bidang studi kimia organogermanium berkembang menjadi bidang yangpenting. Beberapa senyawa germanium memiliki tingkat keracunan yang rendah untuk mamalia,tetapi memiliki keaktifan terhadap beberap jenis bakteria, sehingga membuat unsur ini sangatberguna sebagai agen kemoterapi. a. Pengertian Germanium Germanium adalah unsur kimia dengan simbol Ge dan nomor atom 32. Germanium adalah metaloid berkilau, keras, berwarna abu-abu keputihan dalam golongan karbon , secara kimiawi bersifat sama dengan unsur segolongannya timah dan silikon . Germanium murni adalah semikonduktor , dengan penampilan hampir sama dengan unsur silikon. Germanium, sama halnya dengan silikon, secara alamiah bereaksi dan membentuk senyawa kompleks dengan oksigen di alam. Berkebalikan dengan silikon, germanium terlalu reaktif untuk ditemukan secara alami di Bumi dalam bentuk bebasnya. Karena sangat sedikit mineral yang berkandungan tinggi, germanium ditemukan cukup terlambat dalam sejarah kimia. Logam germanium germanium terisolasi dipakai sebagai semikonduktor di dalam transistor dan berbagai perangkat elektronik lainnya. Germanium tidak dianggap sebagai unsur yang esensial untuk semua organisme hidup. Germanium adalah unsur ketiga pada kolom keempat belas tabel periodik. Germanium diklasifikasikan sebagai metaloid. Atom germanium memiliki 32 elektron dan 32 proton dengan 4 elektron valensi di kulit terluar. b. Karakteristik dan Sifat Germanium Simbol: Ge Nomor atom: 32 Berat atom: 72,64 Klasifikasi: metaloid Fase pada Suhu Kamar: Padat Berat jenis: 5,323 gram per cm3 Titik leleh: 938 ° C, 1720 ° F Titik didih: 2833 ° C, 5131 ° F Ditemukan oleh: Clemens Winkler pada tahun 1886 Dalam kondisi standar Germanium adalah logam sulit, mengkilap, berwarna abu- abu keperakan padat yang sangat rapuh. Ini adalah salah satu dari beberapa elemen yang mengembang ketika membeku atau berubah menjadi padat. Sebagai logam metalloid, germanium memiliki kualitas logam dan non-logam. Germanium juga merupakan semikonduktor, yang berarti memiliki konduktivitas listrik antara isolator dan konduktor. Karakteristik ini telah menyebabkan itu digunakan dalam elektronik. Germanium tidak bereaksi dengan oksigen pada suhu kamar, tapi akan membentuk dioksida germanium pada suhu yang lebih tinggi. Germanium adalah elemen yang cukup langka yang ditemukan di kerak bumi. Meskipun ada beberapa mineral yang mengandung cukup banyak germanium seperti germanite dan argyrodite, mereka jarang untuk ditambang. Mayoritas germanium digunakan oleh industri, diproduksi sebagai produk sampingan dari pertambangan bijih sfalerit di mana ia ditemukan dalam jumlah kecil. Mayoritas germanium digunakan dalam sistem optik. Karena Germania GeO2 memiliki kualitas yang baik untuk bekerja dengan cahaya dan laser. Aplikasi seperti kamera, serat optik, dan mikroskop memanfaatkan sifat-sifat ini. Germanium juga digunakan dalam optik inframerah. Aplikasi lain mencakup dalam penggunaan elektronik dimana dikombinasikan dengan silikon untuk membuat silikon germanium SiGe, panel surya, dan beberapa paduan logam. Germanium pertama kali diperkirakan ada oleh kimiawan Rusia Dmitri Mendeleev pada tahun 1869 berdasarkan tabel periodik. Namun, kimiawan Jerman Clemens Winkler yang pertama kali mengisolasi elemen dan membuktikan keberadaannya pada tahun 1886. Winkler menemukan unsur dalam mineral argyrodite. Germanium mendapatkan namanya dari negara asal Winkler yaitu Jerman Germany. Ada lima isotop alami dari Germanium. Yang paling umum adalah Germanium-74. c. Kelimpahan Germanium di Alam Logam ini dapat ditemukan:  Argirodite, sulfide germanium dan perak  Germanite, yang mengandung 8 unsure ini  Biji seng  Batu bara  Mineral-mineral lainnya Germanium murni ditemukan dalam bentuk yang keras, berkilauan, berwarna putih keabu-abuan, tapi merupakan metalloid yang rapuh. Germanium stabil di udara dan air pada keadaan yang normal, dan sukar bereaksi dengan alkali dan asam, kecuali dengan asam nitrat. d. Senyawa-Senyawa Germanium Germanium tidak larut dalam asam dan basa encer, tetapi larut perlahan dalam asam sulfat pekat dan bereaksi keras dengan alkali cair untuk menghasilkan germinates 2-. Germanium terjadi terutama di bilangan oksidasi +4, meskipun banyak senyawa yang dikenal dengan keadaan oksidasi +2. Oksidasi lainnya jarang terjadi seperti +3 ditemukan dalam senyawa. Dua germanium oksida dikenal yaitu Germanium dioksida Germania dan monoksida germanium GEO. Dioksida ini dapat diperoleh dengan pemanggangan sulfide germanium dan merupakan bubuk putih yang hanya sedikit larut dalam air tetapi bereaksi dengan alkali untuk membentuk germinates. Monoksida, oksida germaous dapat diperoleh dengan reaksi suhu tinggi dari dengan logam Ge. Senyawa biner lainnya, kalkogen juga dikenal seperti disulpida , diselenide dan monosulfida GES, selenide GeSe, dan telluride GeTe. Bentuk sebagai endapan putih ketika hydrogen sulfide dilewatkan melalui larutan asam kuat yang mengandung Ge IV. Disulfide ini lumayan larut dalam air dan dalam larutan alkali kaustik atau sulfida basa. Tetapi tidak larut dalam air asam. Germanium klorida diperoleh sebagai cairan berwarna merah, mendidih pada 83º C dengan pemanasan logam dengan klorin. Senyawa-senyawa germanium yang lainnya adalah bismuth germanae, tetra ethil germane, tetra metal germane. e. Kegunaan dan Bahaya Germanium  Kegunaan Ketika germanium didoping dengan arsenik, galium atau unsur-unsur lainnya, ia digunakan sebagai transistor dalam banyak barang elektronik. Kegunaan umum germanium adalah sebagai bahan semikonduktor. Kegunaan lain unsur ini adalah sebagai bahan pencampur logam, sebagai fosfor di bola lampu pijar dan sebagai katalis. Germanium dan germanium oksida tembus cahaya sinar infra merah dan digunakan dalam spekstroskopi infra mera dan barang-baran optik lainnya, termasuk pendeteksi infra merah yang sensitif. Index refraksi yang tinggi dan sifat dispersi oksidanya telah membuat germanium sangat berguna sebagai lensa kamera wide-angle dan microscope objectives. Bidang studi kimia organogermanium berkembang menjadi bidang yang penting. Beberapa senyawa germanium memiliki tingkat keracunan yang rendah untuk mamalia, tetapi memiliki keaktifan terhadap beberap jenis bakteria, sehingga membuat unsur ini sangat berguna sebagai agen kemoterapi. Germanium dipandang sebagai pengganti potensial untuk silicon pada chip mini. Kegunaan lain dalam elektronika termasuk posfor di lampu neon. Germanium transistor masih digunakan di beberapa pedal efek oleh musisi yang ingin memproduksi karakter nada khas. Germanium dioksida juga digunakan dalam katalis untuk polimerisasi dalam produksi polyethylene terephtalate. Selain itu juga germanium telah mendapatkan popularitas dalam beberapa tahun terakhir terkenal karena kemempuannya untuk meningkatkan fungsi system kekebalan tubuh pada pasien kanker. Ini tersedia di Amerika Serikat sebagai suplemen makanan dalam bentuk kapsul, oral atau tablet, dan juga telah ditemukan sebagai larutan injeksi. Sebelumnya bentuk anorganik, khususnya garam sitrat-laktat, menyebabkan sejumlah kasus disfungsi ginjal, steatosis hati. Germanium anorganik mampu melindungi tubuh dari pertumbuhan tumor dan kanker ganas dengan jalan memperkuat sistem imun. Germanium dibutuhkan oleh tubuh, dalam satu hari minimal 1 mg. Seperti halnya selenium, germanium juga termasuk ke dalam golongan trace mineral. Germanium organik melindungi diri dari akumulasi amyloid, suatu produk oksidatif radikal bebas berdasarkan riset pada tikus. Kelebihan amyloid akan menyebabkan amyloidosis, yaitu suatu penyakit yang diakibatkan ketidakseimbangan dalam proses pemecahan protein yang menyebabkan terakumulasinya amyloid. Amyloidosis diketahui berhubungan dengan penyakit inflammatori kronis, kelainan sel plasma, deposisi amyloid di organ neuroendokrin, dan defisiensi kongenital enzim terutama enzim yang berperan dalam penguraian prekursor amyloid. Selain itu, germanium organik juga melindungi sistein suatu asam amino sulfhidril dari oksidasi.  Bahaya Bahaya fisik yang dapat ditimbulkanoleh germanium, dilihat dari bentuk gasnya, yang lebih berat dari pada udara sehingga dapat berpindah dengan cepat sepanjang permukaan bumi. Selain itu, sebagi salah satu logam berat, germanium juga memiliki dampak negatif apabila terakumulasi dalam sistem perairan f. Pembuatan Germanium Unsur ini diambil secara komersil dari debu-debu pabrik pengolahan bijih-bijih seng, dan sebagai produk sampingan beberapa pembakaran batubara. Germanium dapat dipisahkan dari logam-logam lainnya dengan cara distilasi fraksi tetrakloridanya yang sangat reaktif. Tehnik ini dapat memproduksi germanium dengan kemurnian yang tinggi.

D. IKATAN ZAT PADAT

Pada sebuah molekul, atom satu dan lainnya diikat oleh ikatan atomik yang salah satunya adalah ikatan kovalen. Ikatan-ikatan kovalen yang mengikat sejumlah atom untuk bersatu dalam sebuah molekul juga dapat mengikat sejumlah atom-atom tak terbatas untuk membentuk zat padat. Sifat zat padat selain bergantung kepada jenis atom-atom penyusunnya juga bergantung pada struktur materialnya, yaitu cara penyusunan atom di dalam zat padat. Misalkan kristal garam dan kaca, keduanya memiliki susunan atom yang berbeda walaupun keduanya merupakan zatpadat. Berdasarkan cara penyusunan atom-atomnya zat padat dikenal sebagai zat padat kristal dan zat padat amorf. Zat padat kristal adalah zat yang susunan atom-atom atau molekul-molekulnya memiliki keteraturan jarak panjang dan periodik. Contoh dari zat padar kristal adalah es, tembaga, garam dll. Zat Padat amorf adalah zat padat yang susunan atom-atomnya hanya memiliki keteraturan jarak pendek. Misalnya adalah plastik, kaca, aspal. Difraksi Sinar X adalah salah satu cara untuk mengetahui sifat- sifat bahan dengan melihat susunan partikelnya. Namun demikian susunan partikel yang ada dalam benda padat tidak mungkin dilihat manusia dengan mata telanjang. Orang yang pertama kali berhasil melihat susunan partikel dalam benda padat secara tidak langsung adalah W.L. Bragg dan ayahnya Sir William Brag. Mereka menemukan bahwa sinar x yang ditembakkan pada suatu kristal akan didifraksikan dan membentuk pola yang tertangkap pada plat film. Prinsip alat yang digunakan adalah: Jenis Ikatan Asal Ikatan Sifat-sifat Contoh Kovalen Patungan elektron Sangat keras: titik lebur tinggi : larut dalam sangat sedikit cairan: transparan terhadap cahaya tampak Intan, C Ionik Gaya tarik menarik elektrostatik antara ion positif dan negatif. Keras, titik lebur tinggi: mungkin larut dalam cairan polar seperti air Natrum Klorida Logam Gaya tarik menarik elektroststik antara ion positif logam dengan awan elektron Berkilauan : dapat menghantar listrik dan kalor dengan baik Van der Waals Gaya Van der Waals akibat distribusi muatan yang tdak simetris Lunak: titik lebur dan titik didih rendah : dapat larut dalam cairan kovalen Hidrogen Gaya tarik menarik elektrostatika kuat antara hidrogen pada satu molekul dengan atom N, O atau F dari molekul lain Lebih kuat dari iaktan Van der Waals: titik lebur dan titik didih lebih tingggi dari ikatan Van der Waals es 1. Jenis-jenis Ikatan Zat Padat  Ikatan Ionik Ikatan ionik terjadi karena gaya tarik elektrostatik antara ion positif dan ion negatif. Pada kristal ionik, tiap ion dikelilingi oleh ion- ion yang lain. Contoh : kristal NaCl, ion Na + dikelilingi oleh 6 ion Cl -.  Ikatan Kovalen Ikatan kovalen adalah ikatan yang terjadi karena adanya pemakaian bersama elektron-elektron dari atom-atom yang bersangkutan. Contoh : Atom hidrogen H memiliki konfigurasi 1s 1 akan lebih stabil jika pemakaian bersama sepasang elektron dengan sebuah elektron hidrogen yang lain sehingga membentuk molekul H 2 + = H H H2H2. Contoh lainnya yaitu intan karbon, mempunyai konfigurasi elektron 1s 2 2s 2 2p 2 membutuhkan 4 elektron agar kulitnya penuh 2p 6 . Empat elektron ini diperoleh dari pemakaian 4 atom C yang dikenal sebagai intan, 1 atom C akan berikatan kovalen dengan 4 atom C lainnya Karbon mempunyai konfigurasi elektron 1s 2 2s 2 2p 2 membutuhkan 4 elektron agar kulitnya penuh 2p 6 . Empat elektron ini diperoleh dari pemakaian 4 atom C yang dikenal sebagai intan, 1 atom C akan berikatan kovalen dengan 4 atom C lainnya.  Ikatan Hidrogen Atom H hanya punya 1 elektron, diharapkan berikatan kovalen dengan semua atom. Molekul H 2 O, ikatan kovalen antara 2 atom H dan 1 atom O, bukan ikatan kovalen murni. Elektron bersamanya lebih ditarik ke arah atom O, shg muncul suatu Dipol listrik atom H lbh positif dan atom O lbh negatif. Atom H yang lebih positif dapat mengikat atom O dari molekul H 2 O yang lain. Atom H seolah-olah menjadi perekat antara satu molekul H 2 O dgn 4 molekul H 2 O yang lain.  Ikatan Van der Waals Semua atom dan molekul bahkan atom gas mulia menunjukkan saling tarik- menarik berjangkauan pendek yang ditimbulkan oleh gaya Van der Waals gaya tarik antar dipol sesaat. Gaya van der Waals merupakan penyebab dari kondensasi gas menjadi zat cair dan pembekuan zat cair menjadi zat padat walau tdk terdapat mekanisme ikatan ionik, kovalen atau ikatan logam. Tarikan Van der Waals berbanding lurus dengan r -7, sehingga hanya penting untuk molekul yang sangat berdekatan. Gaya ini sangat lemah dibandingkan dengan gaya pada ikatan kovalen maupun ikatan ionik. Karena lemahnya ikatan ini, maka gas-gas menguap pada suhu yang rendah.  Ikatan Logam Setiap logam mempunyai elektron valensi elektron terluar yang sangat mudah bergerak. Elektron-elektron valensi dilukiskan sebagai lautan awan yang membungkus ion-ion positif. Ikatan antara gas elektron ini disebut ikatan logam. Gas elektron bertindak sbg “perekat” yang mengikat ion- ion positif utk membentuk suatu kristal logam. Bentuk umum kristal logam adalah base center cubic bcc atau face center cubic fcc. Sebagian berbentuk hexagonal close packed hcp.

E. PRINSIP EKSLUSI PAULI