Kristal Ionik dan Molekul

1.        Kristal Ionik

Walau sangat jarang ditemui kristal yang 100% ionik, namun beberapa kristal memiliki ikatan ionik yang sangat dominan sehingga dapat disebut sebagai kristal ionik. Contoh: NaCl, MgO, SiO₂, LiF. Dalam kristal ionik, polihedra anion (polihedra koordinasi) tersusun sedemikian rupa sehingga tercapai kenetralan listrik dan energi ikat per satuan volume menjadi minimum, seimbang dengan terjadinya gaya tolak antar muatan yang sejenis. Gaya tolak yang terbesar terjadi antar kation karena muatan listriknya terkonsentrasi dalam volume yang kecil, oleh karena itu polihedra koordinasi harus tersusun sedemikian rupa sehingga kation saling berjauhan. Jika polihedra koordinasi berdimensi kecil, di mana anion mengelilingi kation bermuatan besar, maka polihedra haruslah terhubung sudut ke sudut agar kation saling berjauhan, hubungan sisi ke sisi sulit diharapkan apalagi hubungan bidang ke bidang.

Jika bilangan koordinasi besar dan muatan kation kecil, atom-atom bisa tersusun lebih rapat yang berarti hubungan sisi ke sisi bahkan bidang ke bidang antar polihedron koordinasi bisa terjadi, tanpa menyebabkan jarak antar kation terlalu dekat. Kation membentuk polihedra koordinasi kation berbentuk oktahedron, tetrahedron tegak, ataupun tetrahedron terbalik. Pada kristal dengan karakter ionik yang sangat dominan, posisi kation yang menempati sebagian dari ruang sela yang tersedia adalah sedemikian rupa sehingga terjadi jarak antar kation rata-rata menjadi maksimal. Pada kristal yang tidak murni ionik, ikatan kovalen atau metal menentukan juga posisi-posisi ion.

2.        Kristal Molekul

Jika dua atau lebih atom terikat dengan ikatan primer, baik berupa ikatan ion ataupun ikatan kovalen, mereka membentuk molekul yang diskrit. Dalam membentuk padatan kristal, ikatan yang terjadi antar molekul sub-unit ini berupa ikatan yang kurang kuat. Kristal yang terbentuk pada situasi ini adalah kristal molekul, yang sangat berbeda dari kristal unsur dan kristal ionik.

Pada es (H₂O), ikatan primernya adalah ikatan kovalen dan ikatan sekunder antar sub-unit adalah ikatan dipole yang lemah. Atom O [He] 2s² 2p⁴ memiliki enam elektron di kulit terluar dan akan mengikat dua atom H 1s¹ . Oleh karena itu molekul air terdiri dari satu atom oksigen dengan dua ikatan kovalen yang dipenuhi oleh dua atom hidrogen dengan sudut antara dua atom hidrogen adalah 104^o. Dalam bentuk kristal, atom-atom hidrogen mengikat molekul-molekul air dengan ikatan ionik atau ikatan dipole hidrogen.

Kebanyakan polimer (yang akan kita lihat lebih lanjut) yang terbentuk oleh lebih dari dua macam atom, memiliki keti-dak-teraturan yang membuat ia tidak mengkristal. Walaupun demikian ada polimer yang berpenampang simetris dan mudah mengkristal, seperti polytetrafluoroethylene (Teflon) seperti yang diperlihatkan pada gambar 1.

Gambar 1. Polytetrafluoroethylene