---
title: "Kristal II: Padatan Ion, Kovalen, dan Molekuler"
book: "Kimia Universitas — Tahun 1"
subject: chemistry
language: id
chapter: 6
exercises: 12
source: https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/6-kristal-ii-padatan-ion-kovalen-dan-molekuler
license: CC-BY-NC-SA-4.0
credit: "One Chemistry Book, One Course (one-course.com)"
---

# Bab 6 — Kristal II: Padatan Ion, Kovalen, dan Molekuler

Garam dapur, jika digerus, pecah menjadi kubus-kubus kecil; intan adalah bahan alam yang paling keras, tetapi grafit, yang tersusun atas atom karbon yang sama, cukup lunak untuk dipakai menulis; es mengapung di atas air. Semuanya [kristal](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/5-kristal-i-kristal-sempurna-dan-logam#def-b1-crystals-metals-crystal), tetapi partikel-partikelnya diikat dengan cara yang berbeda: ion oleh tarikan elektrostatik, atom oleh [ikatan kovalen](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/3-struktur-lewis-resonansi-dan-vsepr#def-b1-lewis-resonance-vsepr-lewis), molekul oleh gaya-gaya antarmolekul pada [Bab 4](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/4-gaya-antarmolekul-dan-pelarut#ch-b1-intermolecular-forces-solvents). Bab ini menerapkan geometri sel dari bab sebelumnya pada ketiga golongan padatan ini, dan menjelaskan, dari ukuran ion-ionnya, mengapa natrium klorida dan sesium klorida mengambil struktur yang berbeda.

**Yang sudah kamu ketahui.**

[Multiplisitas](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/5-kristal-i-kristal-sempurna-dan-logam#def-b1-crystals-metals-multiplicity), [bilangan koordinasi](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/5-kristal-i-kristal-sempurna-dan-logam#def-b1-crystals-metals-coordination), dan [kekompakan](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/5-kristal-i-kristal-sempurna-dan-logam#def-b1-crystals-metals-compactness) sebuah sel, serta situs-situs oktahedral dan tetrahedral [kisi](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/5-kristal-i-kristal-sempurna-dan-logam#def-b1-crystals-metals-lattice) [kubus berpusat muka](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/5-kristal-i-kristal-sempurna-dan-logam#def-b1-crystals-metals-packings), didefinisikan pada [Bab 5](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/5-kristal-i-kristal-sempurna-dan-logam#ch-b1-crystals-metals); massa jenis sebuah [kristal](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/5-kristal-i-kristal-sempurna-dan-logam#def-b1-crystals-metals-crystal) adalah $\rho = ZM/(N_A V)$ ([Proposisi 5.8](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/5-kristal-i-kristal-sempurna-dan-logam#prop-b1-crystals-metals-density)). [Jari-jari ion](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/2-keperiodikan#def-b1-periodicity-radius) diperkenalkan pada [Definisi 2.6](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/2-keperiodikan#def-b1-periodicity-radius).

## 6.1 Kristal ion dan rasio jari-jari

**Definisi 6.1 (Kristal ion).**

*Kristal ion* adalah [kristal](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/5-kristal-i-kristal-sempurna-dan-logam#def-b1-crystals-metals-crystal) yang tersusun atas kation dan anion yang diikat oleh tarikan elektrostatik. Setiap ion dikelilingi ion-ion yang muatannya berlawanan; [kristal](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/5-kristal-i-kristal-sempurna-dan-logam#def-b1-crystals-metals-crystal) itu netral secara listrik, sehingga banyaknya kation dan anion dalam sebuah sel berbanding sesuai rumusnya.

**Proposisi 6.2 (Sifat-sifat kristal ion).**

[Kristal ion](#def-b1-crystals-ionic-covalent-ionic-crystal) keras tetapi rapuh (pergeseran satu lapisan menghadapkan ion-ion yang muatannya sejenis, dan [kristal](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/5-kristal-i-kristal-sempurna-dan-logam#def-b1-crystals-metals-crystal) itu terbelah), titik lelehnya tinggi, tidak menghantarkan listrik dalam keadaan padat tetapi menghantarkannya dalam keadaan lebur atau terlarut, dan larut dalam [pelarut polar](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/4-gaya-antarmolekul-dan-pelarut#def-b1-intermolecular-forces-solvents-solvent-classes) yang permitivitasnya tinggi.

**Bukti.** *Diterima tanpa bukti pada tingkat ini.* ∎

**Definisi 6.3 (Rasio jari-jari).**

Dalam [kristal ion](#def-b1-crystals-ionic-covalent-ionic-crystal) yang tersusun atas kation berjari-jari $r_+$ dan anion berjari-jari $r_-$, *rasio jari-jari* adalah $x = r_+/r_-$ (biasanya $x < 1$, karena kation lebih kecil daripada anion).

**Proposisi 6.4 (Aturan rasio jari-jari).**

Dalam model bola keras, struktur yang setiap kationnya menyentuh $n$ anion hanya stabil jika anion-anion tidak saling bersentuhan, yang menuntut $x$ di atas suatu batas yang ditentukan oleh geometrinya: $x \ge \sqrt3 - 1
\approx 0.732$ untuk 8 tetangga (kubus), $x \ge \sqrt2 - 1 \approx 0.414$ untuk 6 (oktahedron), $x \ge \sqrt{3/2} - 1 \approx 0.225$ untuk 4 (tetrahedron). Struktur yang diambil adalah struktur dengan koordinasi tertinggi yang diizinkan oleh $x$.

**Bukti.** Kation duduk di dalam celah di antara $n$ anion yang menyentuhnya. Pada batasnya, anion-anion juga saling bersentuhan. Kubus: anion-anion berada di sudut-sudut kubus berusuk $2r_-$ dan kation di pusatnya, sehingga $r_+ +
r_- = \sqrt3\,r_-$. Oktahedron: empat anion pada sebuah bujur sangkar bersisi $2r_-$, kation di pusatnya, $r_+ + r_- = \sqrt2\,r_-$. Tetrahedron: anion-anion di sudut-sudut yang berselang-seling pada kubus berusuk $\sqrt2\,r_-$, kation di pusatnya, $r_+ + r_- = \frac{\sqrt3}{2}\sqrt2\,r_- = \sqrt{3/2}\,r_-$. Dengan membaginya dengan $r_-$ diperoleh batas-batas itu. Di bawah batas, kation berguncang di dalam celah yang terlalu besar baginya: anion-anion saling tolak tanpa tarikannya bertambah, sehingga koordinasi yang lebih rendah, dengan celah yang lebih kecil, lebih disukai. ∎

![Aturan rasio jari-jari: bilangan koordinasi kation yang diizinkan oleh x, dan rasio terukur empat garam (jari-jari Shannon). Rubidium klorida, pada 0.84, semestinya bertipe CsCl, tetapi mengambil tipe NaCl: aturan itu pedoman, bukan hukum ().](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-2/b1-crystals-ionic-covalent/fig-77947d1f6386.svg)

*Aturan [rasio jari-jari](#def-b1-crystals-ionic-covalent-radius-ratio): [bilangan koordinasi](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/5-kristal-i-kristal-sempurna-dan-logam#def-b1-crystals-metals-coordination) kation yang diizinkan oleh $x$, dan rasio terukur empat garam (jari-jari Shannon). Rubidium klorida, pada 0.84, semestinya bertipe $\ce{CsCl}$, tetapi mengambil tipe $\ce{NaCl}$: aturan itu pedoman, bukan hukum ([Latihan 6.12](#exo-b1-crystals-ionic-covalent-12)).*

## 6.2 Empat tipe struktur

**Definisi 6.5 (Tipe struktur).**

[Kristal ion](#def-b1-crystals-ionic-covalent-ionic-crystal) digolongkan menurut beberapa tipe struktur, yang dinamai menurut sebuah senyawa wakilnya:

- *tipe sesium klorida* : anion di sudut-sudut kubus, kation di pusatnya (8:8);
- *tipe garam batu* (tipe natrium klorida): anion pada [kisi](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/5-kristal-i-kristal-sempurna-dan-logam#def-b1-crystals-metals-lattice) FCC, kation di semua [situs oktahedralnya](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/5-kristal-i-kristal-sempurna-dan-logam#def-b1-crystals-metals-site) (6:6);
- *tipe sfalerit* (seng blende): anion pada [kisi](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/5-kristal-i-kristal-sempurna-dan-logam#def-b1-crystals-metals-lattice) FCC, kation di separuh [situs tetrahedralnya](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/5-kristal-i-kristal-sempurna-dan-logam#def-b1-crystals-metals-site) , satu dari dua secara berselang-seling (4:4);
- *tipe fluorit* : kation pada [kisi](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/5-kristal-i-kristal-sempurna-dan-logam#def-b1-crystals-metals-lattice) FCC, anion di semua [situs tetrahedralnya](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/5-kristal-i-kristal-sempurna-dan-logam#def-b1-crystals-metals-site) (8:4), rumus $\ce{MX2}$ ; pada *tipe antifluorit* peran keduanya dipertukarkan ( $\ce{Li2O}$ , 4:8).

Pasangan bilangan itu menyatakan koordinasi kation dan koordinasi anion.

![Kiri: sel garam batu, Cl- (hijau) pada kisi FCC, Na+ (ungu) di setiap situs oktahedral. Kanan: sel sesium klorida, Cl- di sudut-sudut, Cs+ (biru) di pusat. Ion-ion digambar lebih kecil daripada ukuran sentuhnya.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-2/b1-crystals-ionic-covalent/fig-0d773444b112.svg)

![Kiri: sel garam batu, Cl- (hijau) pada kisi FCC, Na+ (ungu) di setiap situs oktahedral. Kanan: sel sesium klorida, Cl- di sudut-sudut, Cs+ (biru) di pusat. Ion-ion digambar lebih kecil daripada ukuran sentuhnya.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-2/b1-crystals-ionic-covalent/fig-eb11fc8a3c05.svg)

*Kiri: sel garam batu, $\ce{Cl-}$ (hijau) pada [kisi](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/5-kristal-i-kristal-sempurna-dan-logam#def-b1-crystals-metals-lattice) FCC, $\ce{Na+}$ (ungu) di setiap [situs oktahedral](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/5-kristal-i-kristal-sempurna-dan-logam#def-b1-crystals-metals-site). Kanan: sel sesium klorida, $\ce{Cl-}$ di sudut-sudut, $\ce{Cs+}$ (biru) di pusat. Ion-ion digambar lebih kecil daripada ukuran sentuhnya.*

**Proposisi 6.6 (Tipe garam batu dan tipe sesium klorida).**

Pada [tipe garam batu](#def-b1-crystals-ionic-covalent-structure-type), $Z = 4$ satuan rumus per sel, ion-ion bersentuhan sepanjang rusuk, $a = 2(r_+ + r_-)$, dan struktur itu menuntut $\sqrt2 - 1
\le x$. Pada [tipe sesium klorida](#def-b1-crystals-ionic-covalent-structure-type), $Z = 1$, ion-ion bersentuhan sepanjang diagonal ruang, $a\sqrt3 = 2(r_+ + r_-)$, dan struktur itu menuntut $x \ge \sqrt3 - 1$.

**Bukti.** Garam batu: anion-anion [kisi](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/5-kristal-i-kristal-sempurna-dan-logam#def-b1-crystals-metals-lattice) FCC berjumlah $4$, kation-kation di 4 [situs oktahedral](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/5-kristal-i-kristal-sempurna-dan-logam#def-b1-crystals-metals-site) $1 + 12 \times \frac14 = 4$. Sepanjang rusuk, anion, kation, dan anion berurutan saling bersentuhan. Anion-anion tidak bertumpang tindih jika diagonal muka, yang memuat tiga anion dengan paling banyak dua yang bersentuhan, memenuhi $a\sqrt2 \ge 4r_-$, yaitu $2(r_+ + r_-)\sqrt2 \ge
4r_-$, atau $x \ge \sqrt2 - 1$. Sesium klorida: $8 \times \frac18 = 1$ anion dan 1 kation; pada diagonal ruang, anion, kation, anion bersentuhan; anion-anion tidak bertumpang tindih sepanjang rusuk jika $a \ge 2r_-$, yaitu $2(r_+ + r_-)/\sqrt3 \ge 2r_-$, atau $x \ge \sqrt3 - 1$. ∎

**Contoh 6.7 (Natrium klorida dan sesium klorida).**

Natrium klorida mempunyai $a = 564.1\,\mathrm{pm}$: $r_+ + r_- = a/2 =
282.0\,\mathrm{pm}$, dibandingkan dengan $102 + 181 = 283\,\mathrm{pm}$ dari jari-jari Shannon; $x = 102/181 = 0.56$, dalam rentang oktahedral. Massa jenisnya $\rho = 4 \times 58.44/(6.022 \times 10^{23} \times (5.641 \times
10^{-8})^3) = 2.16\,\mathrm{g}/\mathrm{cm}^{3}$, terukur $2.17\,\mathrm{g}/\mathrm{cm}^{3}$. Sesium klorida mempunyai $a = 412.3\,\mathrm{pm}$: $r_+ + r_- = a\sqrt3/2 =
357.1\,\mathrm{pm}$, dan $x = 174/181 = 0.96$, dalam rentang kubus.

![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-2/b1-crystals-ionic-covalent/img-00a045d4f2a5.jpg)

![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-2/b1-crystals-ionic-covalent/img-bba4487172a5.jpg)

![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-2/b1-crystals-ionic-covalent/img-72cd33f8bba8.jpg)

*[Kristal](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/5-kristal-i-kristal-sempurna-dan-logam#def-b1-crystals-metals-crystal) halit (garam batu). Foto: James St. John, CC BY 2.0.*

*Fluorit, $\ce{CaF2}$. Foto: James St. John, CC BY 2.0.*

*Oktahedron intan kasar. Foto: James St. John, CC BY 2.0.*

**Proposisi 6.8 (Tipe sfalerit dan tipe fluorit).**

Pada [tipe sfalerit](#def-b1-crystals-ionic-covalent-structure-type), $Z = 4$, setiap ion dikelilingi empat ion jenis lain di sudut-sudut sebuah tetrahedron, dan ion-ion bersentuhan sepanjang seperempat diagonal ruang: $a\sqrt3/4 = r_+ + r_-$. Pada [tipe fluorit](#def-b1-crystals-ionic-covalent-structure-type), $Z = 4$ satuan $\ce{CaF2}$, setiap kation mempunyai 8 tetangga anion (sebuah kubus), setiap anion 4 tetangga kation (sebuah tetrahedron), dan sekali lagi $a\sqrt3/4 =
r_+ + r_-$.

**Bukti.** Sfalerit: 4 anion pada [kisi](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/5-kristal-i-kristal-sempurna-dan-logam#def-b1-crystals-metals-lattice) FCC dan 4 kation di separuh dari 8 [situs tetrahedral](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/5-kristal-i-kristal-sempurna-dan-logam#def-b1-crystals-metals-site). [Situs tetrahedral](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/5-kristal-i-kristal-sempurna-dan-logam#def-b1-crystals-metals-site) di $(\frac a4,\frac a4,\frac a4)$ berjarak $\frac{a\sqrt3}{4}$ dari keempat anionnya. Fluorit: 4 kation dan 8 anion di semua [situs tetrahedral](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/5-kristal-i-kristal-sempurna-dan-logam#def-b1-crystals-metals-site), rasio $1:2$. Kedelapan anion di dalam sel membentuk kubus berusuk $a/2$, yang kubus-kubus anionnya memuat sebuah kation di pusat setiap kubus kedua; sebuah anion mempunyai 4 tetangga kationnya pada jarak $\frac{a\sqrt3}{4}$. ∎

![Kiri: sfalerit, S2- (kuning) pada kisi FCC dan Zn2+ (abu-abu) di situs-situs tetrahedral yang berselang-seling, masing-masing terhubung dengan keempat tetangganya. Kanan: fluorit, Ca2+ (hijau keabu-abuan) pada kisi FCC dan F- (hijau muda) di kedelapan situs tetrahedral.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-2/b1-crystals-ionic-covalent/fig-0d36d062a92c.svg)

![Kiri: sfalerit, S2- (kuning) pada kisi FCC dan Zn2+ (abu-abu) di situs-situs tetrahedral yang berselang-seling, masing-masing terhubung dengan keempat tetangganya. Kanan: fluorit, Ca2+ (hijau keabu-abuan) pada kisi FCC dan F- (hijau muda) di kedelapan situs tetrahedral.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-2/b1-crystals-ionic-covalent/fig-01c40676206b.svg)

*Kiri: sfalerit, $\ce{S^{2-}}$ (kuning) pada [kisi](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/5-kristal-i-kristal-sempurna-dan-logam#def-b1-crystals-metals-lattice) FCC dan $\ce{Zn^{2+}}$ (abu-abu) di situs-situs tetrahedral yang berselang-seling, masing-masing terhubung dengan keempat tetangganya. Kanan: fluorit, $\ce{Ca^{2+}}$ (hijau keabu-abuan) pada [kisi](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/5-kristal-i-kristal-sempurna-dan-logam#def-b1-crystals-metals-lattice) FCC dan $\ce{F-}$ (hijau muda) di kedelapan [situs tetrahedral](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/5-kristal-i-kristal-sempurna-dan-logam#def-b1-crystals-metals-site).*

**Contoh 6.9 (Sfalerit dan fluorit).**

Sfalerit mempunyai $a = 540.9\,\mathrm{pm}$: $r_+ + r_- = a\sqrt3/4 =
234.2\,\mathrm{pm}$ (Shannon: $60 + 184 = 244\,\mathrm{pm}$, karena jari-jari sulfida hanya ditabelkan untuk enam tetangga), dan $x = 60/184 = 0.33$, dalam rentang tetrahedral. Fluorit mempunyai $a = 546.3\,\mathrm{pm}$: $r_+ + r_- =
236.6\,\mathrm{pm}$ (Shannon $112 + 131 = 243\,\mathrm{pm}$), dan $x = 0.85$: kation duduk di dalam kubus yang dibentuk 8 anion, sesuai tuntutan aturan itu.

**Metode 6.10 (Meramalkan struktur).**

Untuk meramalkan struktur senyawa ion $\ce{MX}$ atau $\ce{MX2}$:

1. hitunglah $x = r_+/r_-$ dari jari-jari dalam tabel (untuk koordinasi yang diharapkan);
2. bacalah koordinasi kation dari aturan [rasio jari-jari](#def-b1-crystals-ionic-covalent-radius-ratio) ;
3. pilihlah tipe yang mempunyai koordinasi ini dan rumus yang tepat: $\ce{MX}$ dengan 8: $\ce{CsCl}$ ; dengan 6: $\ce{NaCl}$ ; dengan 4: sfalerit; $\ce{MX2}$ dengan 8: fluorit;
4. periksalah dengan [parameter kisi](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/5-kristal-i-kristal-sempurna-dan-logam#def-b1-crystals-metals-lattice) terukur; ingatlah bahwa ion yang mudah terpolarisasi ( $\ce{S^{2-}}$ , $\ce{I-}$ ) dan kation kecil yang bermuatan menghasilkan ikatan yang sebagian kovalen, yang membuat aturan itu gagal.

## 6.3 Kristal kovalen

**Definisi 6.11 (Kristal kovalen).**

*Kristal kovalen* (atau padatan jaringan) adalah [kristal](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/5-kristal-i-kristal-sempurna-dan-logam#def-b1-crystals-metals-crystal) yang semua atomnya terhubung oleh [ikatan kovalen](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/3-struktur-lewis-resonansi-dan-vsepr#def-b1-lewis-resonance-vsepr-lewis) menjadi satu molekul raksasa: intan, silikon, kuarsa $\ce{SiO2}$. Pada [kristal](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/5-kristal-i-kristal-sempurna-dan-logam#def-b1-crystals-metals-crystal) kovalen berlapis seperti grafit, jaringan kovalennya hanya meluas pada bidang-bidang, yang satu sama lain diikat oleh [interaksi van der Waals](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/4-gaya-antarmolekul-dan-pelarut#def-b1-intermolecular-forces-solvents-vdw).

**Proposisi 6.12 (Struktur intan).**

Pada intan, atom-atom karbon menempati [kisi](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/5-kristal-i-kristal-sempurna-dan-logam#def-b1-crystals-metals-lattice) FCC dan separuh [situs tetrahedralnya](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/5-kristal-i-kristal-sempurna-dan-logam#def-b1-crystals-metals-site), seperti kedua jenis ion pada sfalerit: $Z = 8$, setiap karbon terikat pada empat karbon lain di sudut-sudut sebuah tetrahedron, pada jarak $a\sqrt3/4$. Untuk bola-bola yang bersentuhan, [kekompakannya](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/5-kristal-i-kristal-sempurna-dan-logam#def-b1-crystals-metals-compactness)

$$
C = \frac{\pi\sqrt3}{16} \approx 0.34 .
$$

**Bukti.** $Z = 4 + 4 = 8$. Atom-atom yang bertetangga bersentuhan: $2R = a\sqrt3/4$, sehingga $a =
8R/\sqrt3$ dan $C = 8 \cdot \frac43\pi R^3/a^3 = \frac{32}{3}\pi R^3 \cdot
\frac{3\sqrt3}{512 R^3} = \frac{\pi\sqrt3}{16}$. ∎

![Kiri: sel intan, setiap karbon terikat pada empat karbon lain dalam sebuah tetrahedron. Kanan: grafit, lapisan-lapisan segi enam (C–C 141.8\, pm di dalam satu lapisan) yang bertumpuk berjarak 334.8\, pm, diikat oleh gaya London; lapisan-lapisannya berselang ABAB.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-2/b1-crystals-ionic-covalent/fig-f05fbeea3a0f.svg)

![Kiri: sel intan, setiap karbon terikat pada empat karbon lain dalam sebuah tetrahedron. Kanan: grafit, lapisan-lapisan segi enam (C–C 141.8\, pm di dalam satu lapisan) yang bertumpuk berjarak 334.8\, pm, diikat oleh gaya London; lapisan-lapisannya berselang ABAB.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-2/b1-crystals-ionic-covalent/fig-0d6501d0a908.svg)

*Kiri: sel intan, setiap karbon terikat pada empat karbon lain dalam sebuah tetrahedron. Kanan: grafit, lapisan-lapisan segi enam (C–C $141.8\,\mathrm{pm}$ di dalam satu lapisan) yang bertumpuk berjarak $334.8\,\mathrm{pm}$, diikat oleh gaya London; lapisan-lapisannya berselang ABAB.*

**Contoh 6.13 (Intan, silikon, grafit).**

Intan mempunyai $a = 356.7\,\mathrm{pm}$: $\ce{C-C}$ $= a\sqrt3/4 =
154.5\,\mathrm{pm}$, ikatan tunggal etana, dan $\rho =
3.52\,\mathrm{g}/\mathrm{cm}^{3}$. Silikon, yang strukturnya sama dengan $a =
543.1\,\mathrm{pm}$, mempunyai $\ce{Si-Si}$ $= 235.2\,\mathrm{pm}$ dan $\rho =
2.33\,\mathrm{g}/\mathrm{cm}^{3}$ (terukur 2.33). Dalam grafit setiap karbon terikat pada tiga karbon lain dalam satu bidang pada jarak $141.8\,\mathrm{pm}$, dengan orde ikatan antara satu dan dua (resonansi di seluruh lapisan), sedangkan lapisan-lapisannya berjarak $334.8\,\mathrm{pm}$. Intan, yang kaku dalam tiga dimensi, adalah bahan alam yang paling keras dan sebuah isolator; grafit terbelah di antara lapisan-lapisannya, yang mudah bergeser, dan menghantarkan listrik di dalam lapisan melalui elektron $\pi$-nya yang terdelokalisasi.

![Spesimen grafit alam, dengan kilap logamnya. Foto: Zbynek Burival, CC BY-SA 4.0.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-2/b1-crystals-ionic-covalent/img-df6ba6127863.jpg)

*Spesimen grafit alam, dengan kilap logamnya. Foto: Zbynek Burival, CC BY-SA 4.0.*

## 6.4 Kristal molekuler

**Definisi 6.14 (Kristal molekuler).**

*Kristal molekuler* adalah [kristal](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/5-kristal-i-kristal-sempurna-dan-logam#def-b1-crystals-metals-crystal) yang tersusun atas molekul-molekul yang diikat oleh gaya-gaya antarmolekul — [interaksi van der Waals](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/4-gaya-antarmolekul-dan-pelarut#def-b1-intermolecular-forces-solvents-vdw) dan, jika memungkinkan, [ikatan hidrogen](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/4-gaya-antarmolekul-dan-pelarut#def-b1-intermolecular-forces-solvents-hbond) — sementara setiap molekul mempertahankan ikatan-ikatan kovalennya sendiri: diiodin, es kering $\ce{CO2(s)}$, es, gula.

**Proposisi 6.15 (Sifat-sifat kristal molekuler).**

[Kristal molekuler](#def-b1-crystals-ionic-covalent-molecular-crystal) lunak serta meleleh atau menyublim pada suhu rendah, karena hanya gaya-gaya antarmolekul yang lemah yang diputus; [kristal](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/5-kristal-i-kristal-sempurna-dan-logam#def-b1-crystals-metals-crystal) ini tidak menghantarkan listrik.

**Bukti.** *Diterima tanpa bukti pada tingkat ini.* ∎

**Contoh 6.16 (Es).**

Dalam es biasa, setiap molekul air terikat dengan [ikatan hidrogen](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/4-gaya-antarmolekul-dan-pelarut#def-b1-intermolecular-forces-solvents-hbond) pada empat molekul lain di sudut-sudut sebuah tetrahedron: dua melalui hidrogennya sendiri dan dua melalui pasangan-pasangan elektron bebasnya. Jejaring heksagonal yang terbuka ini, yang dipaksakan oleh arah [ikatan hidrogen](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/4-gaya-antarmolekul-dan-pelarut#def-b1-intermolecular-forces-solvents-hbond), menyisakan banyak ruang kosong: es kurang rapat daripada air cair, yang jejaringnya sebagian terputus dan molekul-molekulnya saling mendekat. Simetri heksagonal jejaring itu tampak pada bentuk [kristal](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/5-kristal-i-kristal-sempurna-dan-logam#def-b1-crystals-metals-crystal) salju yang bersimetri enam.

![Kristal salju yang dipotret Wilson Bentley sekitar tahun 1902: setiap kristal bersimetri enam, jejak jejaring heksagonal ikatan hidrogen dalam es. Domain publik.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-2/b1-crystals-ionic-covalent/img-4acdb2a00da3.jpg)

*[Kristal](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/5-kristal-i-kristal-sempurna-dan-logam#def-b1-crystals-metals-crystal) salju yang dipotret Wilson Bentley sekitar tahun 1902: setiap [kristal](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/5-kristal-i-kristal-sempurna-dan-logam#def-b1-crystals-metals-crystal) bersimetri enam, jejak jejaring heksagonal [ikatan hidrogen](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/4-gaya-antarmolekul-dan-pelarut#def-b1-intermolecular-forces-solvents-hbond) dalam es. Domain publik.*

## 6.5 Membandingkan keempat jenis padatan

| padatan | partikel | kohesi | sifat | contoh |
| --- | --- | --- | --- | --- |
| logam | kation, elektron | [ikatan logam](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/5-kristal-i-kristal-sempurna-dan-logam#def-b1-crystals-metals-metallic-bond) | konduktor, ulet | $\ce{Cu}$, $\ce{Fe}$, $\ce{Na}$ |
| ion | kation, anion | elektrostatik | keras, rapuh, isolator | $\ce{NaCl}$, $\ce{CaF2}$ |
| kovalen | atom | [ikatan kovalen](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/3-struktur-lewis-resonansi-dan-vsepr#def-b1-lewis-resonance-vsepr-lewis) | sangat keras, titik leleh tinggi | intan, $\ce{SiO2}$ |
| molekuler | molekul | van der Waals, ikatan H | lunak, titik leleh rendah | $\ce{I2}$, es |

**Catatan 6.17 (Sebuah kesinambungan).**

Golongan-golongan itu adalah idealisasi. Seng sulfida mempunyai ikatan yang sebagian ionik dan sebagian kovalen, itulah sebabnya jarak sulfida–seng-nya lebih pendek daripada jumlah [jari-jari ionnya](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/2-keperiodikan#def-b1-periodicity-radius); grafit kovalen di dalam lapisannya dan molekuler di antara lapisan-lapisannya. Selisih [keelektronegatifan](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/2-keperiodikan#def-b1-periodicity-electronegativity) ([Proposisi 2.17](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/2-keperiodikan#prop-b1-periodicity-en-trend)) menjadi pedomannya: makin besar selisihnya, makin ionik padatannya.

## 6.6 Latihan

**Latihan 6.1 ★.**

Pada sel garam batu, hitunglah kation dan anionnya, tentukan koordinasi masing-masing, dan periksalah bahwa rumus $\ce{NaCl}$ terpenuhi.

**Solusi Latihan 6.1.**

Anion: $8 \times \frac18 + 6 \times \frac12 = 4$; kation: $12 \times
\frac14 + 1 = 4$. Setiap ion mempunyai 6 tetangga ion jenis lain (6:6). Empat kation dan empat anion: $\ce{NaCl}$.

**Latihan 6.2 ★.**

Sesium klorida mempunyai $a = 412.3\,\mathrm{pm}$. Hitunglah jarak $\ce{Cs-Cl}$ terpendek dan banyaknya satuan rumus per sel.

**Solusi Latihan 6.2.**

Setengah diagonal ruang: $a\sqrt3/2 = 412.3 \times 0.866 = 357.1\,\mathrm{pm}$. Satu $\ce{Cs+}$ dan $8 \times \frac18 = 1$ $\ce{Cl-}$: satu satuan rumus.

**Latihan 6.3 ★.**

Dengan jari-jari $r(\ce{Na+}) = 102\,\mathrm{pm}$ dan $r(\ce{Cl-}) =
181\,\mathrm{pm}$, hitunglah [rasio jari-jari](#def-b1-crystals-ionic-covalent-radius-ratio) $\ce{NaCl}$ dan ramalkan koordinasi kationnya.

**Solusi Latihan 6.3.**

$x = 102/181 = 0.56$, di antara 0.414 dan 0.732: koordinasi oktahedral (6), [tipe garam batu](#def-b1-crystals-ionic-covalent-structure-type).

**Latihan 6.4 ★.**

Golongkan sebagai logam, ion, kovalen, atau molekuler: tembaga, natrium klorida, intan, diiodin, kuarsa $\ce{SiO2}$, es, kalsium fluorida.

**Solusi Latihan 6.4.**

Logam: tembaga. Ion: natrium klorida, kalsium fluorida. Kovalen: intan, kuarsa. Molekuler: diiodin, es.

**Latihan 6.5 ★★.**

Buktikan bahwa struktur garam batu menuntut $r_+/r_- \ge \sqrt2 - 1$.

**Solusi Latihan 6.5.**

Sepanjang rusuk, anion–kation–anion bersentuhan: $a = 2(r_+ + r_-)$. Sepanjang diagonal muka terletak dua anion pada jarak $a\sqrt2/2$; keduanya tidak boleh bertumpang tindih: $a\sqrt2/2 \ge 2r_-$, sehingga $(r_+ + r_-)\sqrt2 \ge 2r_-$, yaitu $r_+/r_- \ge \sqrt2 - 1$.

**Latihan 6.6 ★★.**

Hitunglah massa jenis natrium klorida dari $a = 564.1\,\mathrm{pm}$ ($M(\ce{NaCl}) = 58.44\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$), lalu bandingkan dengan $2.17\,\mathrm{g}/\mathrm{cm}^{3}$.

**Solusi Latihan 6.6.**

$\rho = 4 \times 58.44/(6.022 \times 10^{23} \times (5.641 \times
10^{-8})^3) = 2.16\,\mathrm{g}/\mathrm{cm}^{3}$, dibandingkan dengan $2.17\,\mathrm{g}/\mathrm{cm}^{3}$ terukur.

**Latihan 6.7 ★★.**

Hitunglah massa jenis sesium klorida ($M = 168.36\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$, $a = 412.3\,\mathrm{pm}$), lalu bandingkan dengan nilai terukur $3.99\,\mathrm{g}/\mathrm{cm}^{3}$.

**Solusi Latihan 6.7.**

$\rho = 168.36/(6.022 \times 10^{23} \times (4.123 \times 10^{-8})^3) =
3.99\,\mathrm{g}/\mathrm{cm}^{3}$, sama dengan nilai terukurnya.

**Latihan 6.8 ★★.**

Untuk sfalerit ($a = 540.9\,\mathrm{pm}$, $M = 97.44\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$), hitunglah jarak $\ce{Zn-S}$ dan massa jenisnya, lalu bandingkan dengan nilai terukur $4.04\,\mathrm{g}/\mathrm{cm}^{3}$.

**Solusi Latihan 6.8.**

$\ce{Zn-S}$ $= a\sqrt3/4 = 234.2\,\mathrm{pm}$; $\rho = 4 \times 97.44/(6.022 \times 10^{23} \times (5.409 \times
10^{-8})^3) = 4.09\,\mathrm{g}/\mathrm{cm}^{3}$, mendekati nilai terukur $4.04\,\mathrm{g}/\mathrm{cm}^{3}$ untuk sfalerit alam.

**Latihan 6.9 ★★.**

Grafit mempunyai sel heksagonal dengan $a = 245.6\,\mathrm{pm}$ dan $c = 669.6\,\mathrm{pm}$, yang memuat 4 atom. Hitunglah jarak $\ce{C-C}$ di dalam satu lapisan ($a/\sqrt3$), jarak antarlapisan ($c/2$), dan massa jenisnya. Mengapa grafit kurang rapat daripada intan?

**Solusi Latihan 6.9.**

$\ce{C-C}$ $= 245.6/\sqrt3 = 141.8\,\mathrm{pm}$; antarlapisan $669.6/2 =
334.8\,\mathrm{pm}$. Volume sel $\frac{\sqrt3}{2}a^2c = 3.498 \times 10^{-23}\,\mathrm{cm}^{3}$, $\rho = 4 \times 12.01/(6.022 \times 10^{23} \times 3.498 \times 10^{-23})
= 2.28\,\mathrm{g}/\mathrm{cm}^{3}$, dibandingkan dengan $3.52\,\mathrm{g}/\mathrm{cm}^{3}$ untuk intan: lapisan-lapisannya berjauhan dan hanya diikat oleh gaya London.

**Latihan 6.10 ★★★.**

Buktikan bahwa [kekompakan](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/5-kristal-i-kristal-sempurna-dan-logam#def-b1-crystals-metals-compactness) intan adalah $\pi\sqrt3/16$, lalu jelaskan mengapa bahan yang paling keras justru termasuk yang paling tidak kompak.

**Solusi Latihan 6.10.**

Lihat bukti [Proposisi 6.12](#prop-b1-crystals-ionic-covalent-diamond): $C = \pi\sqrt3/16 = 0.34$. Kekerasan berasal dari kekuatan dan kekakuan tiga dimensi ikatan-ikatan kovalennya, bukan dari kerapatan susunannya: setiap atom hanya mempunyai empat tetangga, pada sudut-sudut yang tetap, sehingga tersisa banyak ruang kosong.

**Latihan 6.11 ★★★.**

Silikon berstruktur intan dengan $a = 543.1\,\mathrm{pm}$. Hitunglah panjang ikatan $\ce{Si-Si}$, [jari-jari kovalen](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/2-keperiodikan#def-b1-periodicity-radius) silikon, dan massa jenisnya ($M = 28.09\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$); bandingkan dengan $2.33\,\mathrm{g}/\mathrm{cm}^{3}$.

**Solusi Latihan 6.11.**

$\ce{Si-Si}$ $= a\sqrt3/4 = 235.2\,\mathrm{pm}$, [jari-jari kovalen](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/2-keperiodikan#def-b1-periodicity-radius) $117.6\,\mathrm{pm}$; $\rho = 8 \times 28.09/(6.022 \times 10^{23} \times
(5.431 \times 10^{-8})^3) = 2.33\,\mathrm{g}/\mathrm{cm}^{3}$, sama dengan nilai terukurnya.

**Latihan 6.12 ★★★.**

Rubidium klorida mempunyai $r(\ce{Rb+}) = 152\,\mathrm{pm}$ (enam tetangga) dan $r(\ce{Cl-}) = 181\,\mathrm{pm}$. Struktur apakah yang diramalkan aturan [rasio jari-jari](#def-b1-crystals-ionic-covalent-radius-ratio)? Pada kondisi biasa, zat ini bertipe garam batu dengan $a = 658.1\,\mathrm{pm}$: periksalah jarak $\ce{Rb-Cl}$, lalu kemukakan mengapa aturan itu gagal di sini.

**Solusi Latihan 6.12.**

$x = 152/181 = 0.84 > 0.732$: aturan itu meramalkan [tipe sesium klorida](#def-b1-crystals-ionic-covalent-structure-type). Pada struktur garam batu, $\ce{Rb-Cl}$ $= a/2 = 329.1\,\mathrm{pm}$, mendekati $152 + 181 = 333\,\mathrm{pm}$: struktur yang teramati konsisten. Aturan itu memperlakukan ion sebagai bola keras dan mengabaikan [polarisabilitasnya](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/2-keperiodikan#def-b1-periodicity-polarisability) serta selisih energi yang kecil antara kedua struktur (rubidium klorida mengambil [tipe sesium klorida](#def-b1-crystals-ionic-covalent-structure-type) di bawah tekanan); aturan itu pedoman, bukan hukum.

## 6.7 Soal: Fluorit, Mineral dan Lensa

**Soal 6.1.**

Soal akhir pekan — sel fluorit, [rasio jari-jarinya](#def-b1-crystals-ionic-covalent-radius-ratio), dua kerabatnya ($\ce{Li2O}$ dan intan), dan massa jenis fluorit yang dihitung dari selnya

Fluorit, $\ce{CaF2}$, adalah sebuah mineral; jika ditumbuhkan sebagai [kristal](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/5-kristal-i-kristal-sempurna-dan-logam#def-b1-crystals-metals-crystal) besar yang jernih, mineral ini menjadi lensa yang meneruskan cahaya ultraungu. Selnya kubus, $a =
546.3\,\mathrm{pm}$; $\ce{Ca^{2+}}$ pada [kisi](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/5-kristal-i-kristal-sempurna-dan-logam#def-b1-crystals-metals-lattice) FCC, $\ce{F-}$ di situs-situs tetrahedral. Jari-jari: $r(\ce{Ca^{2+}}) = 112\,\mathrm{pm}$ (delapan tetangga), $r(\ce{F-}) = 131\,\mathrm{pm}$ (empat tetangga). Massa molar (g/mol): $\ce{Ca}$ 40.08, $\ce{F}$ 19.00, $\ce{Li}$ 6.94, $\ce{O}$ 16.00, $\ce{C}$ 12.01, $\ce{Si}$ 28.09; $N_A = 6.022 \times 10^{23}\,\mathrm{mol}^{-1}$.

**Bagian I — Sel.**

1. Tentukan posisi ion-ion $\ce{Ca^{2+}}$ di dalam sel dan hitunglah banyaknya.
2. Berapa banyak [situs tetrahedral](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/5-kristal-i-kristal-sempurna-dan-logam#def-b1-crystals-metals-site) di dalam sel itu? Turunkan banyaknya ion $\ce{F-}$ dan periksalah rumusnya.
3. Berapa koordinasi $\ce{F-}$ ? Koordinasi $\ce{Ca^{2+}}$ ?
4. Hitunglah jarak $\ce{Ca-F}$ terpendek.
5. Bandingkan dengan jumlah [jari-jari ionnya](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/2-keperiodikan#def-b1-periodicity-radius) .
6. Hitunglah jarak $\ce{F-F}$ terpendek dan nyatakan apakah anion-anion itu bersentuhan.

**Bagian II — [Rasio jari-jari](#def-b1-crystals-ionic-covalent-radius-ratio).**

7. Hitunglah $x = r_+/r_-$ .
8. Koordinasi kation berapakah yang diizinkan aturan [rasio jari-jari](#def-b1-crystals-ionic-covalent-radius-ratio) ?
9. Mengapa $\ce{CaF2}$ tidak dapat mengambil struktur sesium klorida, padahal kationnya berkoordinasi 8?
10. Paparkan fluorit sebagai susunan kubus sederhana $\ce{F-}$ dengan $\ce{Ca^{2+}}$ di pusat separuh kubus-kubus kecilnya.
11. Hitunglah [kekompakan](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/5-kristal-i-kristal-sempurna-dan-logam#def-b1-crystals-metals-compactness) fluorit.

**Bagian III — Dua kerabat.** Litium oksida, $\ce{Li2O}$, berstruktur antifluorit dengan $a = 461.9\,\mathrm{pm}$; $r(\ce{Li+}) = 59\,\mathrm{pm}$ (empat tetangga), $r(\ce{O^{2-}}) =
142\,\mathrm{pm}$ (delapan tetangga). Intan: $a = 356.7\,\mathrm{pm}$.

12. Di manakah ion-ion $\ce{O^{2-}}$ dan $\ce{Li+}$ di dalam sel antifluorit?
13. Hitunglah jarak $\ce{Li-O}$ , lalu bandingkan dengan jumlah jari-jarinya.
14. Hitunglah massa jenis $\ce{Li2O}$ , lalu bandingkan dengan nilai terukur $2.01\,\mathrm{g}/\mathrm{cm}^{3}$ .
15. Struktur ion manakah yang mempunyai susunan posisi yang sama dengan intan?
16. Hitunglah panjang ikatan $\ce{C-C}$ dan massa jenis intan.
17. Mengapa intan jauh kurang kompak daripada fluorit, padahal atom-atomnya mengisi jenis posisi yang sama?

**Bagian IV — Massa jenis fluorit.**

18. Hitunglah massa molar $\ce{CaF2}$ .
19. Hitunglah massa satu sel.
20. Hitunglah volume satu sel, dalam $\mathrm{cm}^{3}$ .
21. Apa pengaruh satu kekosongan pada satu situs $\ce{F-}$ di setiap seratus sel terhadap massa jenisnya?
22. Hitunglah massa jenis fluorit dari selnya, lalu bandingkan dengan nilai terukur $3.18\,\mathrm{g}/\mathrm{cm}^{3}$ .

**Solusi Soal 6.1.**

**1.** Di kedelapan sudut dan keenam pusat muka: $8 \times \frac18 + 6
\times \frac12 = 4$ ion. **2.** 8 [situs tetrahedral](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/5-kristal-i-kristal-sempurna-dan-logam#def-b1-crystals-metals-site), semuanya terisi: 8 $\ce{F-}$ untuk 4 $\ce{Ca^{2+}}$, rasio 1:2, $\ce{CaF2}$. **3.** $\ce{F-}$: 4 $\ce{Ca^{2+}}$ di sudut-sudut sebuah tetrahedron. $\ce{Ca^{2+}}$: 8 $\ce{F-}$ di sudut-sudut sebuah kubus. **4.** $a\sqrt3/4 = 546.3 \times 0.4330 = 236.6\,\mathrm{pm}$. **5.** $112 + 131 = 243\,\mathrm{pm}$: selisihnya kurang dari 3 %. **6.** Ion-ion $\ce{F-}$ membentuk susunan kubus sederhana berusuk $a/2 =
273.2\,\mathrm{pm}$, sedikit lebih besar daripada $2 \times 131 = 262\,\mathrm{pm}$: ion-ion itu hampir bersentuhan. **7.** $x = 112/131 = 0.85$. **8.** $x > 0.732$: koordinasi 8. **9.** [Tipe sesium klorida](#def-b1-crystals-ionic-covalent-structure-type) mempunyai kation sama banyak dengan anion; dengan anion dua kali lebih banyak, hanya separuh kubus-kubus anion yang dapat memuat kation. **10.** Kedelapan $\ce{F-}$ sel itu membentuk kubus yang terdiri atas 8 kubus kecil berusuk $a/2$; ion-ion $\ce{Ca^{2+}}$ menempati pusat 4 di antaranya, secara berselang-seling, seperti petak-petak hitam papan catur tiga dimensi. **11.** $C = \frac43\pi(4 \times 112^3 + 8 \times 131^3)/546.3^3 = 0.61$. **12.** $\ce{O^{2-}}$ pada [kisi](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/5-kristal-i-kristal-sempurna-dan-logam#def-b1-crystals-metals-lattice) FCC (sudut-sudut dan pusat-pusat muka), $\ce{Li+}$ di kedelapan [situs tetrahedral](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/5-kristal-i-kristal-sempurna-dan-logam#def-b1-crystals-metals-site). **13.** $a\sqrt3/4 = 200.0\,\mathrm{pm}$; $59 + 142 = 201\,\mathrm{pm}$. **14.** $\rho = 4 \times 29.88/(6.022 \times 10^{23} \times (4.619
\times 10^{-8})^3) = 2.01\,\mathrm{g}/\mathrm{cm}^{3}$, sama dengan nilai terukurnya. **15.** Sfalerit: intan adalah sfalerit dengan karbon pada kedua jenis posisi. **16.** $a\sqrt3/4 = 154.5\,\mathrm{pm}$; $\rho = 8 \times
12.01/(6.022 \times 10^{23} \times (3.567 \times 10^{-8})^3) =
3.52\,\mathrm{g}/\mathrm{cm}^{3}$. **17.** Pada intan hanya separuh [situs tetrahedral](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/5-kristal-i-kristal-sempurna-dan-logam#def-b1-crystals-metals-site) yang terisi, dan oleh atom-atom yang sama besar dengan atom-atom [kisi](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/5-kristal-i-kristal-sempurna-dan-logam#def-b1-crystals-metals-lattice), yang hanya bersentuhan sepanjang ikatan: $C = 0.34$. Pada fluorit semua situs terisi dan kation-kation kecil mengisi celah di antara anion-anion besar: $C = 0.61$. **18.** $40.08 + 2 \times 19.00 = 78.08\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$. **19.** $4 \times 78.08/(6.022 \times 10^{23}) = 5.186 \times 10^{-22}\,\mathrm{g}$. **20.** $(5.463 \times 10^{-8})^3 = 1.630 \times 10^{-22}\,\mathrm{cm}^{3}$. **21.** Satu $\ce{F-}$ yang hilang per seratus sel mengurangi massa sebesar $19.00/(100
\times 312.3)$, 0.06 %: tidak terlihat pada tiga angka (dan satu $\ce{Ca^{2+}}$ juga harus hilang, kalau tidak [kristal](https://one-course.com/books/chemistry/2/id/chapter/5-kristal-i-kristal-sempurna-dan-logam#def-b1-crystals-metals-crystal) itu tidak netral). **22.** $\rho = 5.186 \times 10^{-22}/1.630 \times 10^{-22} =
\textbf{$3.18\,\mathrm{g}/\mathrm{cm}^{3}$}$, tepat sama dengan massa jenis terukurnya: model sel, yang dibangun dari satu pengukuran $a$ dengan sinar-X, menjelaskan massa mineral itu.