Struktur Atom Titanium Dioxide
Struktur atom titanium dioxide (TiO2) terdiri dari ion titanium positif (Ti^4+) dan ion oksigen negatif (O^2-) yang terikat bersama dalam suatu struktur kristal yang stabil. Struktur atom dari titania atau Titanium Dioxide tidak dapat dijelaskan dengan model atom sederhana seperti model Bohr atau model kulit elektron. Sebaliknya, struktur atom ini lebih baik dijelaskan dengan pendekatan kimia dan kristalografi.
Untuk memahami struktur atom titanium dioxide, kita perlu memahami struktur atom dari kedua unsur tersebut terlebih dahulu.
Struktur atom titanium (Ti):
– Titanium adalah unsur kimia dengan nomor atom 22, berarti memiliki 22 proton di intinya.
– Struktur atom titanium biasanya memiliki 22 elektron mengelilingi inti atom. Distribusi elektron dalam lapisan-lapisan elektron adalah 2, 8, 10, 2. Ini berarti ada 2 elektron di lapisan pertama. 8 elektron di lapisan kedua, 10 elektron di lapisan ketiga, dan 2 elektron di lapisan keempat.
Struktur atom oksigen (O):
– Oksigen adalah unsur kimia dengan nomor atom 8, berarti memiliki 8 proton di intinya.
– Struktur atom oksigen biasanya memiliki 8 elektron mengelilingi inti atom. Distribusi elektron lapisan-lapisan elektron adalah 2, 6. Ini berarti ada 2 elektron di lapisan pertama dan 6 elektron di lapisan kedua.
Struktur TiO2:
– Titanium Dioxide adalah senyawa terbentuk dari satu atom titanium (Ti) dua atom oksigen (O2).
– Dalam struktur kristalnya, atom titanium akan berbagi elektron dengan atom oksigen. Atom titanium akan kehilangan 4 elektron untuk mencapai konfigurasi elektron lebih stabil menyerupai gas mulia argon (Ar) dengan konfigurasi elektron 2, 8, 10. Oleh karena itu, atom titanium akan membentuk ion Ti4+ (Ti^4+).
– Atom oksigen akan menerima 2 elektron dari atom titanium untuk mencapai konfigurasi elektron lebih stabil. Menyerupai gas mulia neon (Ne) dengan konfigurasi elektron 2, 8. Oleh karena itu, atom oksigen akan membentuk ion O2- (O^2-).
– Dalam kristal titania, dua ion oksigen dengan muatan negatif (O^2-) akan berikatan dengan satu ion titanium dengan muatan positif (Ti^4+).Melalui gaya tarik elektrostatik, membentuk struktur kristal yang stabil.
Ketika atom titanium dan oksigen bergabung dalam senyawa TiO2, mereka membentuk struktur kristal. TiO2 memiliki dua bentuk kristal yang paling umum, yaitu anatas dan rutil. Struktur atom dalam TiO2 adalah sebagai berikut:
- Anatase (TiO2):
- Dalam struktur anatas, setiap atom titanium (Ti) terikat dengan dua atom oksigen (O), dan setiap atom oksigen terikat dengan dua atom titanium. Ini membentuk struktur kristal tipe tetragonal.
- Rutil (TiO2):
- Dalam struktur rutil, setiap atom titanium (Ti) terikat dengan tiga atom oksigen (O), dan setiap atom oksigen terikat dengan tiga atom titanium. Ini juga membentuk struktur kristal tipe tetragonal.
Perbedaan utama antara kedua struktur ini adalah cara atom-atom Ti dan O teratur dalam kristal. Anatase memiliki lebih sedikit koordinasi atom, sementara rutil memiliki lebih banyak.
Penting untuk diingat bahwa Titanium Dioxide adalah senyawa kovalen, yang berarti elektron-elektron dalam ikatan kimianya dibagikan antara atom-atom titanium dan oksigen, membentuk ikatan kovalen kuat. Senyawa ini juga memiliki banyak aplikasi, termasuk dalam industri cat, pigmen, pelapis, dan fotokatalis.
Dengan demikian, struktur atom titanium dioxide dapat digambarkan sebagai tumpukan berulang dari ion-ion Ti^4+ dan O^2- dalam suatu pola yang beraturan sesuai dengan struktur kristalnya.
