Dalam struktur kristal, situs interstisial adalah ruang kosong atau celah yang berada di antara atom-atom utama yang menyusun kisi kristal. Salah satu jenis celah yang paling umum adalah situs tetrahedral.
Situs ini disebut tetrahedral karena celah kosong tersebut dikelilingi oleh 4 atom tetangga terdekat yang posisinya membentuk bangun ruang tetrahedron (piramida segitiga).
Karakteristik Utama Situs Tetrahedral
- Jumlah Atom Tetangga (Coordination Number): Celah ini dibentuk oleh 4 atom. Tiga atom berada di satu bidang membentuk segitiga, dan atom keempat berada di atas atau di bawah celah tersebut, tepat di tengah-tengah segitiga tadi.
- Ukuran Celah: Situs tetrahedral memiliki ukuran yang relatif lebih kecil dibandingkan dengan situs octahedral (yang dikelilingi 6 atom).
- Rasio Jari-jari ($r/R$): Secara teoritis, ruang kosong ini hanya bisa menampung atom asing (interstisial) tanpa merusak susunan kristal asli jika rasio jari-jari atom pengisi ($r$) dibandingkan dengan jari-jari atom utama ($R$) memenuhi batas kestabilan: $ \frac{r}{R} \ge 0.225 $. Jika atom pengisi memiliki rasio antara $0.225$ hingga $0.414$, ia akan sangat stabil berada di situs tetrahedral ini.
Situs Interstisial Kubus FCC
Pada kubus FCC, terdapat sebanyak 14 atom. Susunan atomnya berupa 8 atom pada sudut kubus dan 6 atom pusat pada tengah muka kubus. Melalui posisi atom tersebut, kita bisa mengetahui posisi situs interstisial tersebut. Agar kita bisa memahaminya, kita bisa melihat sketsa dibawah ini.
Jika bingung terhadap posisi situs interstisial, cukup perhatikan koordinat ini.
- Sudut bawah-kiri-depan $(\frac{1}{4}, \frac{1}{4}, \frac{1}{4})$
- Sudut bawah-kanan-depan $(\frac{3}{4}, \frac{1}{4}, \frac{1}{4})$
- Sudut bawah-kiri-belakang $(\frac{1}{4}, \frac{3}{4}, \frac{1}{4})$
- Sudut bawah-kanan-belakang $(\frac{3}{4}, \frac{3}{4}, \frac{1}{4})$
- Sudut atas-kiri-depan $(\frac{1}{4}, \frac{1}{4}, \frac{3}{4})$
- Sudut atas-kanan-depan $(\frac{3}{4}, \frac{1}{4}, \frac{3}{4})$
- Sudut atas-kiri-belakang $(\frac{1}{4}, \frac{3}{4}, \frac{3}{4})$
- Sudut atas-kanan-belakang $(\frac{3}{4}, \frac{3}{4}, \frac{3}{4})$
Untuk membayangkannya, kita cukup membelah persegi pada alas dan tutup kubus menjadi 4 persegi yang sama luasnya. Masing-masing persegi bisa membentuk limas segi empat dengan puncaknya. Dengan adanya 4 limas yang terbentuk pada alas kubus dan 4 limas yang terbentuk pada tutup kubus, hasilnya adalah 8 limas. Kedelapan limas tersebut memiliki delapan puncak, itulah yang bisa kita anggap sebagai situs interstisial.
Situs Interstisial Kubus BCC
Pada kubus BCC, terdapat sebanyak 9 atom. Susunan atomnya berupa 4 atom pada masing-masing muka kubus, jika dihubungkan membentuk belah ketupat. Melalui posisi atom tersebut, kita bisa mengetahui posisi situs interstisial tersebut. Agar kita bisa memahaminya, kita bisa melihat sketsa dibawah ini.
Jika bingung terhadap posisi situs interstisial, cukup perhatikan koordinat ini.
- Muka Alas $(1-4)$: Bawah $(\frac{1}{4},\frac{1}{2},0)$, Tengah Kiri $(\frac{1}{2},\frac{3}{4},0)$, Tengah Kanan $(\frac{1}{2},\frac{1}{4},0)$, Atas $(\frac{3}{4},\frac{1}{2},0)$
- Muka Tutup $(5-8)$: Bawah $(\frac{1}{4},\frac{1}{2},1)$, Tengah Kiri $(\frac{1}{2},\frac{3}{4},1)$, Tengah Kanan $(\frac{1}{2},\frac{1}{4},1)$, Atas $(\frac{3}{4},\frac{1}{2},1)$
- Muka Depan $(9-12)$: Bawah $(0,\frac{1}{2},\frac{1}{4})$, Tengah Kiri $(0,\frac{3}{4},\frac{1}{2})$, Tengah Kanan $(0,\frac{1}{4},\frac{1}{2})$, Atas $(0,\frac{1}{2},\frac{3}{4})$
- Muka Belakang $(13-16)$: Bawah $(1,\frac{1}{2},\frac{1}{4})$, Tengah Kiri $(1,\frac{3}{4},\frac{1}{2})$, Tengah Kanan $(1,\frac{1}{4},\frac{1}{2})$, Atas $(1,\frac{1}{2},\frac{3}{4})$
- Muka Kiri $(17-20)$: Bawah $(\frac{1}{2},1,\frac{1}{4})$, Tengah Kiri $(\frac{1}{4},1,\frac{1}{2})$, Tengah Kanan $(\frac{3}{4},1,\frac{1}{2})$, Atas $(\frac{1}{2},1,\frac{3}{4})$
- Muka Kanan $(21-24)$: Bawah $(\frac{1}{2},0,\frac{1}{4})$, Tengah Kiri $(\frac{1}{4},0,\frac{1}{2})$, Tengah Kanan $(\frac{3}{4},0,\frac{1}{2})$, Atas $(\frac{1}{2},0,\frac{3}{4})$
Untuk membayangkannya, kita bisa membuat persegi kecil dengan ukuran setengah dari persegi muka kubus. Persegi kecil tersebut kita proyeksikan tepat di tengah persegi muka kubus. Dalam persegi tersebut, kita proyeksikan belah ketupat yang masing-masing sudutnya berada tepat di tengah setiap sisi persegi. Dengan adanya 1 belah ketupat yang terbentuk pada 6 sisi kubus, hasilnya adalah 6 belah ketupat. Keenam belah ketupat tersebut memiliki empat sudut, itulah yang bisa kita anggap sebagai situs interstisial.
