Defenisi Kristalografi
Kristalografi merupakan salah satu cabang ilmu yang mempelajari tentang kristal. Hari ini kita tahu bahwa kristal terbuat dari materi, atom, molekul dan/atau ion yang cocok bersama dalam pola berulang, yang disebut sel satuan, yang seperti batu bata yang ditumpuk dalam tiga dimensi membentuk kristal. Di dalam atom sel satuan juga diulang dengan operasi simetri. Pola-pola ini menyebabkan kristal menunjukkan berbagai macam bentuk unik yang selama ribuan tahun telah menarik perhatian kita karena warna dan keindahan luarnya .Dengan alat kristalografi yang dikembangkan selama abad ke-20, kita dapat mengetahui struktur bagian dalam materi, hidup atau mati, dari mana kristal terbentuk. Mengetahui struktur bagian dalam materi berarti menentukan posisi semua atom dan bagaimana mereka dihubungkan bersama, dalam banyak kasus membentuk gugus atom yang dikenal sebagai molekul.
Struktur atom materi menghasilkan pengetahuan yang digunakan oleh ahli kimia, fisikawan, ahli biologi, dan ilmuwan lainnya. Ini memungkinkan kita tidak hanya untuk memahami sifat-sifat materi, tetapi juga untuk memodifikasinya demi keuntungan kita. Dua gambar di sebelah kiri menunjukkan struktur molekul penisilin, dalam bentuk diagram dan bentuk nyata tiga dimensi yang sesuai. Hanya setelah struktur molekul penisilin
Dari mana kata kristalografi berasal?
Kata "kristalografi" mendefinisikan ilmu yang "berkaitan dengan bentuk dan struktur kristal".
Kata "kristal" berasal dari bahasa Yunani Kuno ( crustallos , atau secara fonetis kroos'-tal-los = dingin + jatuh ), yang menggunakan kata kristal untuk merujuk pada mineralkuarsa, yang berarti "es" dan "kristal batu", yang dingin dan keras. Banyak mineral selalu menarik perhatian kita karena bentuk dan warnanya yang indah. Ada referensi yang menghubungkan Sumeria dengan penggunaan beberapa kristal mineral dalam formula ajaib, Cina dalam pengobatan tradisional, dan Mesir yang menggunakan kristal sebagai permata atau dalam bentuk bubuk untuk tujuan kosmetik.
Pada asalnya, Kristalografi didedikasikan secara eksklusif untuk studi dan deskripsi penampilan luar (morfologi) kristal, terutama mineral.
Seiring waktu kami telah menemukan bahwa kristal adalah materi yang teratur, yaitu, terdiri dari atom, ion dan/atau molekul yang tersusun sempurna, seperti yang biasanya dapat dilihat potongan buah di pasar. Pengepakan ini bertanggung jawab atas bentuk mencolok yang biasanya ditunjukkan kristal secara eksternal. Saat ini Kristalografi masih berhubungan dengan kristal, tetapi minatnya terutama difokuskan pada struktur internalnya, bukan pada bentuk eksternalnya.
Kapan dan bagaimana kristalografi dimulai sebagai ilmu?
Meskipun referensi sejarah pertama tentang penggunaan kristal berasal dari Sumeria Kuno (milenium keempat SM), baru pada abad ke- 17 dan ke-18 ketika hipotesis ilmiah pertama tentang sifat dalam kristal muncul, dan semuanya didasarkan pada pengamatan morfologi eksternal mereka.
Johannes Kepler dari Jerman (1571-1630) dikejutkan oleh fakta bahwa kepingan salju yang mendarat di mantelnya selalu menunjukkan simetri enam sudut yang sempurna dan tidak pernah menunjukkan lima dari tujuh sudut. Dia menjelaskan pengamatannya dalam hal pengemasan partikel, seperti yang ditunjukkan jeruk pada gambar di atas.
yang disebut kelompok titik , yaitu, kelompok elemen simetri (sumbu simetri, bidang cermin, dll.) yang melewati pusat benda, dankonsep kisi , yaitu, aturan pengulangan di mana objek atau motif diulang dengan terjemahan secara teratur (misalnya, gambar di wallpaper). Pada tahun 1830, dokter Jerman Johann Friedrich Christian Hessel (1796-1872) , menggunakan pengurangan sebelumnya dari René Just Haüy (1743-1822) , dan setelah menunjukkan bahwa sumbu rotasi hanya dapat berorde 2, 3, 4 dan 6 , menunjukkan bahwa kemungkinan morfologi kristal yang berbeda dapat digabungkan untuk memberikan tepat 32 kombinasi elemen simetri yang berbeda ( 32 kelompok titik , juga dikenal sebagai kelas kristal).
Pada tahun 1848 fisikawan Perancis Auguste Bravais (1811-1863) menemukan bahwa dalam ruang tiga dimensi, pengulangan periodik dengan translasi hanya dapat dilakukan dalam 14 mode yang berbeda (yang disebut 14 kisi Bravais ), karena mereka harus kompatibel dengan itu 32 kelas kristal . Akhirnya, sekitar 50 tahun kemudian, 14 kisi Bravais dan 32 kelas kristal adalah batasan yang dimiliki oleh matematikawan, ahli kristalografi dan mineralogi Rusia S. Evgraf Fedorov (1853-1919) dan matematikawan Jerman Arthur Moritz Schoenflies (1853-1928)
Namun, meskipun temuan tentang hukum yang mengatur struktur kristal ini sangat penting, mereka tidak dapat membantu memecahkan pertanyaan mendasar: berapa ukuran dan bentuk molekul di dalam kristal? Atau singkatnya, posisi apa yang ditempati atom dalam kristal? Sayangnya, mikroskop optik dan cahaya tampak tidak dapat melihat materi sekecil yang dibayangkan para ilmuwan tentang atom!
Sitasi Artikel
Thinks Physics. 2022. Apa itu Kristalografi dalam Ilmu Material. Diakses pada tanggal (tanggal akses anda)