JF302 -Bab 1a


CHAPTER 1

MATERIAL STRUCTURE AND BINARY ALLOY SYSTEM

1.1 Understand Material structure and Element Periodical Table (EPT)

Material structure(STRUKTUR BAHAN )

struktur bahan yang merupakan asas penting dalam pembentukan bahan. Dalam pembentukan logam, ianya terdiri daripada susunan atom yang dinamakan hablur. Unit ini juga membincangkan mengenai susunan atom, ketumpatan dan sifat-sifat yang berkaitan dapat ditentukan. Susunan hablur ini akan musnah apabila logam berada pada suhu yang melebihi suhu lebur. Begitu juga logam seperti besi akan mengubah susunan atomnya yang berupa pepejal tanpa dileburkan dengan disertai oleh perubahan pada sifatnya.


1.1.1 Define the terminology of ( Takrifan Istilah berikut)
a. Atom
Merupakan satu zarah asas yang membentuk segala bahan samada dalam bentuk pepejal, gas atau cecair. Saiz atom adalah sangat kecil, walaubagaimana pun ia mempunyai berat dan sifat-sifat tersendiri. Atom terdiri daripada 3 zarah asas dengan merujuk pada Jadual di bawah ,Zarah, cas dan berat bagi atom.

           

b. Element (Unsur)
Merupakan gabungan 2 atau lebih atom-atom sejenis. Ianya berada dalam keadaan tulen. Contoh: logam yang kurang relatif seperti emas dan paltinium. Bukan logam seperti intan, grafit dan sulfur.

c. Mixture (Campuran)
Merupakan gabungan antara 2 atau lebih atom-atom yang berlainan jenis tetapi tidak bergabung secara kimia.

d. Compound (Sebatian)
Merupakan gabungan antara 2 atau lebih atom-atom yang berlainan jenis bergabung secara kimia. Contoh : Besi + Sulfida dan dipanaskan, menghasilkan besi sulfida. Sebatian semulajadi sangat stabil kerana zarah-zarah didalamnya dipegang dengan kuat. Jadi ia tidak akan mudah terurai. Cth : Natrium Klorida hanya boleh diuraikan pada suhu 800°C. Ikatan yang terjadi disebut ikatan kimia.
Element Periodical Table (EPT)(Jadual Perkalaan Unsur)


 
Alam ini terdiri daripada 109 unsur. Turus menegak di namakan kumpulan. Turus mengufuk di namakan kala. Jadual berkala mempunyai 8 kumpulan iaitu dari kumpulan I hingga VIII. Empat kumpulan tersebut mempunyai nama khas seperti dalam Rajah. Jadual ini mempunyai blok ditengah-tengah yang dikenali sebagai unsur-unsur peralihan. Cara membaca jadual perkalaan unsur moden merujuk pada Rajah yang diberi





1.1.2 Define atomic number and atomic mass of EPT (Element Periodic Table)

Atomic number (Nombor atom)
Merupakan bilangan proton yang terdapat dalam nucleus atom, berfungsi untuk menentukan kedudukan unsure-unsur dalam jadual berkala. Dalam atom neutral. Bilangan proton sama dengan bilangan Elektron

Atomic mass (Nombor Jisim)
Adalah jumlah proton + neutron dalam nucleus atom. Kebanyakan atom mempunyai bilangan proton dan neutron yang sama. Cth: Bagi C, bilangan proton 6 dan bilangan neutron juga 6. Maka nombor jisim bagi C ialah 12. Namun bagi setengah unsur yang mempunyai bilangan unsure dan neutron yang tak sama, ia dipanggil Isotop.
Cth: Bagi H, bil. Proton = 1,
                     Bil neutron = 0.

1.1.3 Determine the total number of atomic orbits
Orbit atom adalah ruang legar electron yang mengelilingi nucleus (orbital). Ia berada dalam kedudukan petala yang berlapis-lapis. Ia disusun mengikut bilangan electron yang ada pada sesuatu atom. Maksimumnya ada 7 petala yang disusun mengikut abjad K,L,M,N,O,P,Q. Elektron di petala akhir dikenali sebagai Elektron Valensi. Bilangan maksimum electron dalam sesuatu petala diberi oleh formula:

e- Maks = 2n2    di mana n= nombor petala.


1.1.4 Explain the elements sequence in EPT
Unsur-unsur disusun mengikut kumpulan dan kala

Kumpulan
Merupakan turus tegak dalam jadual berkala. Terdapat 8 kumpulan semuanya:-
a)    Kump I –Logam alkali
b)    Kump II – Logam Alkali Bumi
c)    Kump III, IV, V, VI, VII- unsure bukan logam
d)    Kump VIII – Gas Adi / Lengai


Unsur dalam kumpulan yang sama mempunyai sifat kimia yang sama. Penentuan atom dimasukkan dalam kumpulan mana adalah ditentukan oleh jumlah bilangan electron di petala terluar (valensi) yang dipunyai oleh atom tersebut.
Cth: Kalium ---à No. Atom = 19
        Konfg. Elektron = 2.8.8.1




            Kalium mengandugi 1 elekron valensi, maka kedudukannya di Kump. 1

Kala
Merupakan barisan mendatar mengikut kenaikan nombor atom (dari kiri ke kanan). Penentuan atom diletakkan dalam kala berapa bergantung pada jumlah bilangan petala yang dipunyai oleh atom tersebut.
Cth: Kalium ---à No. Atom = 19
        Konfg. Elektron = 2.8.8.1


            Kalium mengandugi 4 petala, maka kedudukannya di Kala ke 4

Ciri-ciri EPT secara umum
i)                    bilangan elektron yang sama pada petala luar adalah termasuk dalam kumpulan yang sama.
ii)                  unsur-unsur dalam kumpulan yang sama mempunyai sifat kimia yang sama.
iii)                Unsur dalam kumpulan 1 mempunyai 1 elektron pada petala luar, unsur dalam kumpulan 2 mempunyai 2 elektron pada petala luarnya.
iv)                Setiap kalaan mempunyai bilangan petala yang sama


Kegunaan EPT
i)                    Untuk memudahkan pengkelasan sesuatu unsur.
ii)                  Memberikan maklumat mengenai unsur-unsur tersebut terutamanya sifat-sifat unsur tersebut kerana ianya dikumpul mengikut susunan.
iii)                Memudahkan menjangka sesuatu unsur yang masih dalam penemuan dan meramalkan sifat-sifat dan kegunaanya.
iv)                Mudah untuk menganalisis dan memahami sesuatu tindakbalas antara unsur-unsur tersebut.

1.1.5 Explain these crystallized structure (Struktur Hablur)

Pepejal boleh dikelaskan kepada pepejal berhablur dan pepejal amorfus. Pepejal berhablur atau hablur terdiri daripada atom-atom yang tersusun dalam 3 dimensi mengikut corak berulang-ulang atau sekata. Hablur terdiri dari logam dan bukan logam. Hablur tunggal ialah pepejal dengan sel unit tersusun sekata manakala hablur polihablur pula terdiri daripada banyak hablur tunggal dengan pada Rajah di bawah                                                                        

Struktur Hablur
Empat jenis struktur hablur yang kerap kali ditemui ialah kiub mudah (simple cube), kiub berpusat jasad (BCC), kiub berpusat muka (FCC) dan heksagon padat (HCP) seperti Rajah di bawah
Contoh bahan yang menghablur dalam bentuk ini ialah:-
·         Kiub mudah  =  garam (Na Cl)
·         BCC              =  Kalium, Natrium, kromium, molibdenum, titanium,vanadium dan
                          tungsten.
·         FCC               =  aluminium, kuprum, emas (Au) dan nikel.
·         HCP               =  berilium, cadmium, magnesium dan zink.


a. Simple cubic  (Kiub Mudah)

b. Body-centered cubic  (Kiub berpusat jasad)



c. Face-centered cubic

          Jumlah keseluruhan = 4 atom

d. Hexagonal close-packed  (Heksagon Padat)

Dalam proses pemejalan atom, logam cair akan bertindakbalas antara satu sama lain dan menyusun kedudukan masing-masing dalam bentuk yang seragam dan teratur. Penyusunan secara teratur ini dinamakan proses pembuatan ruang kekisi.


1.1.6 Explain terms use in recrystallization process (Istilah dalam Proses Pemejalan Logam)

a. Crystal (Hablur)
Hablur terdiri daripada atom-atom yang tersusun dalam 3 dimensi mengikut corak berulang-ulang atau sekata. Hablur terdiri dari logam dan bukan logam. Contoh; kiub mudah, kiub pusat jasad, kiub pusat muka dan heksagon padat. Hablur dapat dilihat dengan menggunakan alat X – Ray defractometer
b. Space lattice (Ruang Kekisi)
Kekisi ruang adalah  keadaan susunan atom-atom mengikut kedudukan yang seragam dan teratur hasil daripada tindakbalas antara satu atom dengan atom yang lain semasa proses pemejalan berlaku
c. Grain (Ira, Bijian)
Ira atau bijian adalah hablur yang telah lengkap pertumbuhannya. Bijian dapat dilihat dengan jelas menggunakan mikroskop kajilogam setelah dicanai (grinding), pengilapan (polishing), punaran (etching).
d. Grain boundary (Sempadan Ira/ Sempadan bijian)
Sempadan bijian adalah garisan kecil pemisah sisi kumpulan bijian yang bersentuhan.

1.1.7 Explain these types of bonds (Jenis Ikatan)

Terdapat 3 cara bagaimana sesuatu atom itu diikat.
·                                 Ikatan Ion / ionik / elektrovalen
·                                 Ikatan Kovalen
·                                 Ikatan Logam / metalik

a. Covalent bond (Ikatan Kovalen)
Perkongsian antara elektron supaya elektron luarnya (elektron valensi) sentiasa terisi penuh seperti Rajah. Terhasil daripada tarikan diantara elektron yang dikongsi ini dengan nukleus positif bagi atom yang masuk kedalam ikatan. Biasanya bahan (material) yang mempunyai ikatan ini adalah rapuh. Contohnya pada penebat elektrik ( polimer dan seramik)
                        
b. Ionic bond (Ikatan Ionik / elektrovalen)
Ikatan ini terjadi apabila satu atau lebih elektron dipindahkan (didermakan) daripada satu atom ke satu atom yang alin. Atom yang kehilangan elektron menjadi ion +ve (kation) manakala atom yang menerima elektron bercas –ve (anion). Ikatan ion terhasil akibat tarikan antara ion yang berlawanan cas ini. Seperti Rajah. Tindakbalas antara atom natrium dan klorin. Bagi natrium klorida berion, elektron dipindahkan daripada atom natrium kepada atom klorin untuk membentuk natrium klorida. Ion-ion Na + Cl tersusun bersama dengan bilangan yang banyak dalam hablur-hablur ion. Elekton dipindahkan daripada atom Na kepada Cl untuk membentuk Na Cl. Kebanyakkan bahan-bahan mineral dan seramik adalah daripada ikatan ionic.












c. Metallic bond (Ikatan Logam)
Atomnya tersusun sangat rapat antara satu sama lain. Setiap atom membekalkan satu @ lebih elektron yang bergerak keseluruh hablur logam berkenaan seperti yang ditunjukkan pada Rajah. Elektronnya tidak hanya dikongsi oleh beberapa atom sahaja, tetapi menjadi milik semua atom didalamnya. Pepejal ini diikat oleh daya tarikan antara ion logam posiitif dan elektron yang bebas. Ia menghasilkan daya-daya ikatan yang kuat. Contohnya : Atom tungsten dipanaskan antara 3400°C – 5000oC.


Comments

Popular posts from this blog

DJM2012_NOTA_SISTEM KAWALAN KOMPUTER

JF302 -Bab 2a

JF302 BAB 6- PLASTIK