Ensiklopedia Dunia

Dalam kristalografi dan mineralogi, situs kristalografi (disebut juga posisi struktural atau tempat kedudukan) merujuk pada posisi spesifik dalam struktur kristal yang dapat ditempati oleh atom, ion, atau molekul.^[1] Setiap situs memiliki koordinat geometris tertentu, bilangan koordinasi, dan aturan pengisian yang khas berdasarkan ukuran ion, muatan, dan kondisi kristalisasi.

Konsep Dasar

Dalam struktur kristal, atom-atom tidak tersusun secara acak, melainkan menempati posisi-posisi tertentu yang berulang secara periodik. Situs kristalografi didefinisikan oleh:^[2]

Koordinat fraksional (x, y, z) dalam sel unit
Bilangan koordinasi (jumlah atom tetangga terdekat)
Geometri koordinasi (tetrahedral, oktahedral, kubik, dll.)
Ukuran poliedra (jarak ikatan)

Notasi Situs

Dalam mineralogi, berbagai huruf digunakan untuk menandai tempat-tempat struktural yang berbeda

A adalah situs lapisan/rantai seperti di Amfibol, mika, alunit
B adalah situs oktahedral besar Piroksen (M2), amfibol (X)
C atau Z adalah situs oktahedral seperti di Piroksen (M1), amfibol (Z)
T adalah situs tetrahedral yang hampir di semua mineral silikat
M adalah situs oktahedral seperti di Garnet (Y), piroksen (M1, M2)
O Situs oksigen Semua mineral di oksida dan silikat
W Situs anion tambahan Amfibol (OH,F,Cl,O)

Peran dalam Klasifikasi Mineral

Situs kristalografi menjadi dasar dalam sistematika mineral karena:^[3]

Penentuan spesies mineral: Kombinasi pengisian pada berbagai situs menentukan nama mineral
. Larutan padat: Substitusi atom pada situs yang sama menghasilkan seri mineral (misalnya olivin)
Klasifikasi supergrup: Dominasi unsur pada situs tertentu membagi subgrup (misalnya amfibol kalsik dengan natrium)
Hubungan struktur-sifat: Okupansi situs memengaruhi sifat fisik seperti warna, densitas, dan optik

Contoh Situs dalam Berbagai Mineral

Rumus Umum Amfibol Subgrup Magnesium-Besi-Mangan dengan rumus Aₙ(X₂)(Z²⁺₅₋ₘZ³⁺ₘ)(Si₈₋₍ₙ₊ₘ₎Al₍ₙ₊ₘ₎O₂₂)(OH)₂

Rumus ini menggambarkan komposisi kimia dan distribusi kation pada berbagai posisi struktural dalam mineral amfibol golongan ini. Setiap bagian dari rumus tersebut memiliki makna kristalokimia yang spesifik:

Aₙ melambangkan posisi antar rantai yang dapat diisi oleh kation besar seperti natrium (Na⁺) atau []kalium]] (K⁺), dengan nilai n bernilai 0 atau 1. Dalam mineral alami subgrup ini, hanya natrium yang diketahui sebagai unsur dominan pada posisi ini. Jika n = 0, posisi A kosong (◻), seperti pada antofilit dan kummingtonit. Jika n = 1, posisi A terisi natrium, seperti pada papikeit dan sodic-ferro-antofilit.

(X₂) menandakan posisi X (setara dengan posisi B dalam nomenklatur IMA) yang merupakan tempat oktahedral besar yang selalu terisi oleh dua kation divalen per satuan rumus. Dalam subgrup ini, posisi X didominasi oleh magnesium (Mg²⁺), besi(II) (Fe²⁺), atau mangan(II) (Mn²⁺). Dominasi unsur pada posisi X inilah yang menjadi ciri khas subgrup Magnesium-Besi-Mangan.

(Z²⁺₅₋ₘZ³⁺ₘ) menggambarkan posisi Z (setara dengan posisi C IMA) yang merupakan lima tempat oktahedral kecil. Posisi ini dapat diisi oleh campuran kation divalen (Z²⁺) dan trivalen (Z³⁺), dengan nilai m berkisar antara 0, 1, atau 2. Dalam mineral alami subgrup ini, hanya aluminium (Al³⁺) yang diketahui sebagai unsur dominan trivalen pada posisi Z. Jika m = 0, seluruh lima posisi diisi kation divalen (misalnya Mg₅ pada antofilit). Jika m = 1, terdapat satu Al³⁺ dan empat kation divalen (Mg₄Al). Jika m = 2, terdapat dua Al³⁺ dan tiga kation divalen (Mg₃Al₂), seperti pada gedrit.

(Si₈₋₍ₙ₊ₘ₎Al₍ₙ₊ₘ₎O₂₂) menunjukkan posisi tetrahedral T yang membentuk rantai ganda silika. Jumlah atom silikon dan aluminium pada posisi ini terkait erat dengan nilai n dan m melalui hubungan (n+m). Total muatan positif dari kation pada posisi A, X, dan Z harus diimbangi oleh substitusi Al³⁺ menggantikan Si⁴⁺ pada posisi tetrahedral. Semakin besar nilai n dan m, semakin banyak aluminium yang diperlukan untuk menyeimbangkan muatan.

(OH)₂ pada bagian akhir menunjukkan posisi anion W yang ditempati oleh gugus hidroksil. Dalam subgrup ini, posisi W didominasi oleh (OH)⁻, membedakannya dari amfibol okso (w(O)-dominant) yang memiliki O²⁻ pada posisi ini.

Contoh penerapan rumus:

Antofilit [◻(Mg₂)(Mg₅)(Si₈O₂₂)(OH)₂]: Memiliki n = 0 (posisi A kosong), m = 0 (tanpa Al pada posisi Z), sehingga (n+m) = 0, dan posisi tetrahedral terisi penuh oleh silikon (Si₈).
Gedrit [◻(Mg₂)(Mg₃Al₂)(Al₂Si₆O₂₂)(OH)₂]: Memiliki n = 0, m = 2, sehingga (n+m) = 2, dan posisi tetrahedral mengandung dua aluminium (Si₆Al₂).
Papikeit [Na(Mg₂)(Mg₃Al₂)(Al₃Si₅O₂₂)(OH)₂]: Memiliki n = 1 (posisi A terisi Na), m = 2, sehingga (n+m) = 3, dan posisi tetrahedral mengandung tiga aluminium (Si₅Al₃).

Rumus umum ini mencerminkan fleksibilitas kristalokimia yang luar biasa dari []amfibol]], memungkinkan berbagai substitusi kation dengan mempertahankan struktur rantai ganda. Variasi nilai n dan m menghasilkan beragam spesies mineral dalam subgrup Magnesium-Besi-Mangan, dari yang sederhana seperti antofilit hingga yang kompleks seperti []papikeit]].^[3]

Situs Setara dan Tidak Setara

Dalam struktur kristal, terdapat dua jenis posisi:^[4]

Situs setara (equivalent sites): Terhubung oleh elemen simetri, memiliki lingkungan kimia yang identik
Situs tidak setara (nonequivalent sites): Berbeda secara kristalografi, dapat diisi oleh atom berbeda

Contoh: Dalam olivin, terdapat dua situs oktahedral tidak setara (M1 dan M2) yang dapat diisi oleh Mg dan Fe dengan preferensi berbeda.

Penentuan Eksperimental

Okupansi situs kristalografi dapat ditentukan melalui berbagai metode:

Difraksi sinar kristal tunggal (single-crystal X-ray diffraction)
Difraksi neutron (untuk membedakan atom dengan nomor atom mirip)
Spektroskopi Mössbauer (untuk menentukan valensi dan distribusi Fe)
Spektroskopi inframerah (untuk gugus hidroksil)

Lihat Pula

Referensi

^ Klein, C.; Dutrow, B. (2007). Manual of Mineral Science (Edisi 23rd). John Wiley & Sons. ISBN 978-0471721574.
^ Putnis, A. (1992). Introduction to Mineral Sciences. Cambridge University Press. ISBN 978-0521429474.
^ ^a ^b Hawthorne, F.C.; Oberti, R.; Harlow, G.E.; Maresch, W.V.; Martin, R.F.; Schumacher, J.C.; Welch, M.D. (2012). "Nomenclature of the amphibole supergroup". American Mineralogist. 97 (11–12): 2031–2048. doi:10.2138/am.2012.4276.
^ Bloss, F.D. (1994). Crystallography and Crystal Chemistry. Mineralogical Society of America. ISBN 978-0939950360.

Pranala Luar

== Pranala luar ==

· [International Union of Crystallography] (https://www.iucr.org/) · [Mindat.org - Glossary of crystallographic terms] (https://www.mindat.org/glossary/crystallography)

Artikel bertopik kristalografi ini adalah sebuah rintisan. Anda dapat membantu Wikipedia dengan mengembangkannya.

[klein2007-1] Klein, C.; Dutrow, B. (2007). Manual of Mineral Science (Edisi 23rd). John Wiley & Sons. ISBN 978-0471721574.

[putnis1992-2] Putnis, A. (1992). Introduction to Mineral Sciences. Cambridge University Press. ISBN 978-0521429474.

[hawthorne2012-3] Hawthorne, F.C.; Oberti, R.; Harlow, G.E.; Maresch, W.V.; Martin, R.F.; Schumacher, J.C.; Welch, M.D. (2012). "Nomenclature of the amphibole supergroup". American Mineralogist. 97 (11–12): 2031–2048. doi:10.2138/am.2012.4276.

[bloss1994-4] Bloss, F.D. (1994). Crystallography and Crystal Chemistry. Mineralogical Society of America. ISBN 978-0939950360.

[1]

[2]

[3]

[4]