Pusat-F

Pusat-F, pusat Farbe atau pusat warna (dari bahasa Jerman: Farbzentrum, Farbe berarti warna dan zentrum berarti pusat) adalah jenis cacat kristalografi dimana kekosongan anion dalam kisi kristal diisi oleh satu atau lebih elektron tak berpasangan. Elektron dalam kekosongan semacam ini cenderung menyerap sinar di daerah spektrum tampak sehingga bahan yang seharusnya transparan menjadi berwarna. Ini digunakan untuk mengidentifikasi banyak senyawa, terutama seng oksida (kuning).

Pusat-F dalam kristal NaCl

Keterjadian

Pusat warna dapat terjadi secara alami dalam senyawa (terutama oksida logam) karena ketika mereka dipanaskan, ion menjadi tereksitasi dan berpindah dari posisi kristalografi normal mereka, meninggalkan beberapa elektron dalam ruang kosong. Efek ini juga ditunjukkan oleh senyawa ionik yang mengandung cacat kelebihan logam.

Sifat-sifat

Pusat-F seringkali bersifat paramagnetik dan dapat dipelajari melalui teknik resonansi paramagnetik elektron. Semakin besar nilai pusat-F, semakin terang warna senyawanya. Salah satu cara untuk membuat pusat-F artifisial dalam suatu kristal adalah dengan memanaskannya pada kondisi atmosfer logam yang akan dimuatkan, misalnya memanaskan NaCl dalam atmosfer logam Na.

${\ce {Na^0 -> Na+ + e-}}$

• Na⁺ dimasukkan ke dalam kristal NaCl setelah melepaskan elektron.
• Kekosongan Cl⁻ diperoleh akibat menyeimbangkan kelebihan Na⁺. Muatan positif efektif kekosongan Cl⁻ memerangkap elektron yang dibebaskan oleh atom Na.

Pemerangkapan elektron oleh kekosongan anion ini menghasilkan pembentukan pusat-F; yaitu elektron yang dibebaskan dalam proses ini berdifusi menuju tempat-tempat kosong yang normalnya diisi oleh anion. Radiasi pengion dapat juga menghasilkan pusat-F.

Suatu pusat-H (interstisi halogen) merupakan kebalikan dari pusat-F, sehingga ketika keduanya berada dalam suatu kristal mereka bergabung dan saling meniadakan masing-masing cacatnya. Proses ini dapat difotoinduksi, misalnya menggunakan laser.

Pembentukan pusat-F adalah alasan bahwa beberapa kristal seperti litium klorida, kalium klorida, dan seng oksida menjadi masing-masing berwarna merah muda, ungu, dan kuning ketika dipanaskan.

Lihat juga

• Elektrida, suatu kristal yang seluruh anionnya adalah elektron.

Referensi

• Photonics Dictionary
• W. Hayes, A.M. Stoneham "Defect and Defect Processes in Nonmetallic Solids" Wiley 1985
• J. H. Schulman, W.D. Compton "Color Centers in Solids" Oxford, Pergamon 1962
• Berzina, B. (1998). "Formation of self-trapped excitons through stimulated recombination of radiation-induced primary defects in alkali halides". Journal of Luminescence. 76-77: 389. Bibcode:1998JLum...76..389B. doi:10.1016/S0022-2313(97)00222-6. 
• K S Jheeta et al. IUAC Delhi, Indian journal of pure and applied physics 2008