GAYA VAN DER WAALS
Johannes Diderik van der Waals
(23 November 1837 – 8 Maret 1923) ialah ilmuwan Belanda yang terkenal “atas
karyanya pada persamaan gas cairan”, sehingga ia memenangkan Penghargaan Nobel
dalam Fisika pada 1910. van der Waals adalah yang pertama menyadari perlunya
mengingat akan volume molekul dan gaya antarmolekul (kini disebut “gaya van der
Waals”) dalam mendirikan hubungan antara tekanan, volume, dan suhu gas dan
cairan.
Interaksi antar molekul senyawa
nonpolar dan senyawa polar yang tidak memiliki ikatan hidrogen, interaksi
tersebut menghasilkan suatu gaya antar molekul yang lemah, maka gaya tersebut
biasa dikenal dengan ikatan Van Der Waals. Ikatan Van der Waals dapat terjadi
dalam tiga bentuk, yaitu ikatan antar molekul yang memiliki dipol, ikatan
antara molekul yang memiliki dipol molekul yang tidak memilki dipol, serta
ikatan antarmolekul yang tidak memiliki dipol (Gaya Dipersi London). Gaya Van
der Waals terjadi pada senyawa polar yang tidak membentuk ikatan hidrogen,
seperti HCl, HBr, atau senyawa nonpolar yang memilki sedikit perbedaan
keelektronegatifan. Kekuatan gaya van der waals lebih kecil dibandingkan dengan
ikatan hidrogen. Gaya van der waals yang terjadi di antara dipol – dipol
tersusun secara teratur. Zat yang memilki gaya van der waals dalam susunan yang
teratur biasaya berwujud padat. Adapun zat yang memiliki gaya van der waals
dalam susunan tidak teratur (random) biasanya berwujud cair. Gaya van der waals
tidak menyebabkan terjadinya lonjakan pada titik didih. Hal ini disebabkan gaya
antar molekulnya bersifat lemah. Daya tarik dipol-dipol agak sedikit
dibandingkan dengan gaya dispersi, dan pengaruhnya hanya dapat dilihat jika
kita membandingkan dua atom dengan jumlah elektron yang sama dan ukuran yang
sama pula. Daya tarik yang ada di alam bersifat elektrik. Pada molekul yang
simetris seperti hidrogen, tidak terlihat mengalami distorsi secara elektrik
untuk menghasilkan bagian positif ataupun bagian negatif. Elektron terus
bergerak, dan pada suatu waktu elektron tersebut mungkinkan ditemukan bagian
diujung molekul. Pada ujung yang lain sementara akan
kekurangan elektron . Pada kondisi akhir elektron sebelah kanan akan
bergerak ke ujung lain. Pada saat terjadi hal ini, elektron akan elektron pada
bagian kiri yang satunya.
Gaya van der waals : gaya tarik di antara atom atau
molekul, gaya ini jauh lebih lemah dibandingkan gaya yang timbul karena ikatan
valensi dan besarnya ialah 10-7 kali jarak antara atom-atom atau
molekul-molekul. Gaya ini menyebabkan sifat tak ideal pada gas dan menimbulkan
energi kisi pada kristal molekular.
Ada tiga hal yang
menyebabkan gaya ini :
- Interaksi dikutub - kutub, yaitu tarikan elektrostatistik di antara dua molekul dengan moment dikutub permanen.
- Interaksi dikutub imbasan, artinya dikutub timbul karena adanya polarisasi oleh molekul tetangga.
- Gaya dispersi yang timbul karena dikutub kecil dan bersifat sekejap dalam atom.
Bukti Gaya Van Der Waals
Banyak bukti menunjukkan bahwa
ada gaya tarik antara molekul,contohnya Cl2.
Cl
Cl . . . . . . . . Cl
Cl
Gaya ini disebut gaya van der waals dan sangat lemah
dibandingkan ikatan ion dan kovalen.Dalam molekul Cl2 terdapat ikatan
kovalen dengan energi ikatan 240 kj/mol,dan antara molekul Cl2 terdapat
gaya van der waals sebesar 21 kj/mol.
Gaya van der waals dapat terjadi antara partikel yang
sama atau berbeda .sama halnya dengan gaya kohesi (gaya antara partikel –
partikel zat yang sama ) yang di pelajari disekolah lanjutan.gaya ini terjadi
karena adanya sifat kepolaran partikel tersebut.makin kecil kepolaran makin
kecil pila gaya van der waals-nya.
Interaksi ion – dipol
Partikel yang berbeda dapat saling berikatan atau
tarik menarik bila yang pertama adalah ion dan yang lain molekul polar ( dipol
).gaya tarik listrik ini disebut antaraksi ion – dipol,contohnya :
H+
+ H2O
|
H3O+
|
Ag+ +
2NH3
|
Ag(NH3 )2+
|
Al+ + 6 H2O
|
Al(H2O)63+
|
Al+ +
6 H2O
|
Na(OH2)n+
|
F-
+ m H2O
|
F (H2O )m-
|
Gaya ini cukup kuat
dan sangat penting dalam proses pelarutan zat dalam pelarut,ion positif atau
negatif dapat pelarut polar,contohnya :
·
NaCl ( senyawa ion ) dapat larut dalam air ( pelarut polar )
·
AgBr ( senyawa ion )larut dalam NH3 ( pelarut polar )
Interaksi dipol –
dipol
Antaraksi antara molekul polar (dipol)terjadi antara
ekor dan kepala.Artinya,kutub positif molekul yang satu tarik menarik dengan
kutub negatif yang lain.jika kutub yang sama berdekatan akan terjadi tolak –
menolak .contohnya molekul HF (gambar 6.37 ).ikatan hidrogen termasuk antaraksi
jemis ini.
Gambar Gaya Tarik Dan Gaya
Tolak Antar Molekul HF
Interaksi ion - dipol terinduksi
Interaksi ion -
dipol terinduksi merupakan interaksi antara aksi ion dengan dipol terinduksi.
Dipol terinduksi merupakanmolekul netral yang menjadi dipol akibat induksi
partikel bermuatan yang berada didekatnya. Partikel penginduksitersebut
dapat berupa ion atau dipol lain dimana kemampuan menginduksi ion lebih besar
daripada kemampuan menginduksi dipol karena muatan ion yang juga jauh lebih
besar. Interaksi ini relatif lemah karena kepolaran molekul terinduksi relatif
kecil daripada dipol permanen.
Contoh : I- + I2 → I2
Interaksi dipol - dipol
terinduksi
Suatu
molekul polar yang berdekatan dengan molekul nonpolar, akan dapat menginduksi
molekul nonpolar. Akibatnya. Molekul nonpolar memiliki dipol terinduksi.
Dipol
dari molekul polar akan saling tarik-menarik dengan dipol terinduksi dari
molekul nonpolar. Contohnya terjadi pada interaksi antara HCl (molekul polar)
dengan Cl2 (molekul nonpolar).
Interaksi dipol terinduksi -
dipol terinduksi
Mekanisme terjadinya
interaksi dipol terinduksi - dipol terinduksi :
Pasangan
elektron suatu molekul, baik yang bebas maupun yang terikat selalu bergerak
mengelilingi inti elektron yang bergerak dapat mengimbas atau menginduksi
sesaat pada tetangga sehingga molekul tetangga menjadi polar terinduksi sesaat
molekul ini pula dapat menginduksi molekul tetangga lainnya sehingga terbentuk
molekul-molekul dipol sesaat.
Macam-macam Gaya Van der
waals
Gaya Van der waals terdiri dari tiga macam, yaitu :
a. Gaya dipole-dipol
Dipol adalah singkatan dari di polar, yang artinya dua kutub. Senyawa yang
memiliki dipol adalah senyawa yang memiliki kutub positif (δ+) di
satu sisi, dan kutub negatif (δ-) di sisi yang lain. Senyawa yang
memiliki dipol biasa disebut sebagai senyawa polar. Senyawa polar terbentuk
melalui ikatan kovalen polar. Perlu diperhatikan bahwa dipol berbeda dengan
ion. Kekuatan listrik yang dimiliki dipol lebih lemah dibanding kekuatan
listrik ion. Kita pasti ingat, bahwa ion terdapat pada senyawa ionik, dimana
molekul terbagi menjadi dua , yaitu ion positif/kation (+) dan ion
negatif/anion (-).
Untuk memahami perbedaan antara ion dan dipol, mari kita perhatikan gambar
berikut:
 |
Dari gambar di
atas dapat dilihat bahwa pada senyawa ion, molekul terbagi (bisa juga dikatakan
terbelah) menjadi dua bagian. Jadi ion positif dan ion negatif sebenarnya terpisah. Mereka bersatu hanya karena adanya gaya tarik-menarik antar ion
positif dan negatif (gaya coulomb).
Pada senyawa
polar, tidak terjadi pemisahan. Molekul merupakan satu kesatuan. Hanya saja
pada satu sisi/tepi terdapat kutub positif (δ+) dan di sisi/tepi
yang lain terdapat kutub negatif (δ-).
b. Gaya
London
Gaya ini merupakan gaya tarik menarik antarmolekul
nonpolar akibat adanya dipol terimbas yang ditimbulkan oleh perpindahan
elektron dari suatu orbital ke orbital yang lain membentuk dipol sesaat. Gaya
London mengakibatkan molekul nonpolar bersifat agak polar. Kemudahan suatu
molekul menghasilkan dipol sesaat yang dapat ke mengimbas ke molekul di sekitarnya
disebut polarisabilitas. Polarisabilitas berkaitan dengan massa molekul relatif
(Mr) dan bentuk molekul. "Jika Mr semakin besar, molekul semakin mudah
mengalami polarisasi sehingga gaya London semakin kuat". Semakin mudah
molekul mengalami polarisasi, semakin tinggi titik didih dan titik lelehnnya.
Oleh karena itu semakin besar Mr semakin besar titik didih dan titik lelehnya.
Namun Gaya London relatif lemah sehingga apabila
suatu zat yang molekulnya hanya mengalami tarik-menarik berdasarkan Gaya London
saja maka titik didih dan titik lelehnya lebih rendah dibandingkan dengan zat
lain yang mengalami tarik-menarik tidak hanya berdasarkan Gaya London saja (Mr
hampir sama)
Gaya London ini dipengaruhi oleh dua faktor, yaitu:
1. Jumlah
electron dalam atom atau molekul
Makin besar ukuran atom atau molekul, makin besar
jumlah elektron sehingga makin jauh pula elektron terluar dari inti dan makin
mudah awan elektron terpolarisasi, serta makin besar gaya dispersi.
2. Bentuk
molekul
Molekul yang memanjang/tidak bulat, lebih mudah
menjadi dipole dibandingkan dengan
molekul yang bulat sehingga gaya disperse londonnya akan semakin besar.
Ikatan Van der Waals juga ditemukan pada polymer
dan plastik. Senyawa ini dibangun oleh satu rantai molekul yang memiliki atom
karbon, berikatan secara kovalen dengan berbagai atom seperti hidrogen,
oksigen, nitrogen, dan atom lainnya. Interaksi dari setiap untaian rantai
merupakan ikatan Van der Waals. Hal ini diketahui dari pengamatan terhadap
polietilen, polietilen memiliki pola yang sama dengan gas mulia, etilen
berbentuk bentuk gas menjadi cairan dan mengkristal atau memadat sesuai dengan
pertambahan jumlah atom atau rantai molekulnya. Dispersi muatan terjadi dari
sebuah molekul etilen, C2H4, yang menyebabkan terjadinya
dipol temporer serta terjadi interaksi Van der Waals. Dalam kasus ini molekul H2C=CH2,
selanjutnya melepaskan satu pasangan elektronnya dan terjadi ikatan yang
membentuk rantai panjang atau polietilen. Pembentukan rantai yang panjang dari
molekul sederhana dikenal dengan istilah polimerisasi.
c.
Gaya Tarik Dipole-dipol Terimbas
Gaya molekul seperti initerjadi antara molekul
polar dengan molekul nonpolar. Dipol dari molekul polar akan mengimbas molekul
nonpolar di sekitarnya, sehingga mengalami dipol sesaat. Hasilnya adalah suatu
gaya tarik elektrostatik antaradipol dan dipol sesaat
Gaya London ini dipengaruhi oleh dua faktor, yaitu:
1. Jumlah
electron dalam atom atau molekul
Makin besar ukuran atom atau molekul, makin besar
jumlah elektron sehingga makin jauh pula elektron terluar dari inti dan makin
mudah awan elektron terpolarisasi, serta makin besar gaya dispersi.
2. Bentuk
molekul
Molekul yang memanjang/tidak bulat, lebih mudah
menjadi dipole dibandingkan dengan
molekul yang bulat sehingga gaya disperse londonnya akan semakin besar.
Ikatan Van der Waals juga ditemukan pada polymer
dan plastik. Senyawa ini dibangun oleh satu rantai molekul yang memiliki atom
karbon, berikatan secara kovalen dengan berbagai atom seperti hidrogen,
oksigen, nitrogen, dan atom lainnya. Interaksi dari setiap untaian rantai
merupakan ikatan Van der Waals. Hal ini diketahui dari pengamatan terhadap
polietilen, polietilen memiliki pola yang sama dengan gas mulia, etilen
berbentuk bentuk gas menjadi cairan dan mengkristal atau memadat sesuai dengan
pertambahan jumlah atom atau rantai molekulnya. Dispersi muatan terjadi dari
sebuah molekul etilen, C2H4, yang menyebabkan terjadinya
dipol temporer serta terjadi interaksi Van der Waals. Dalam kasus ini molekul H2C=CH2,
selanjutnya melepaskan satu pasangan elektronnya dan terjadi ikatan yang
membentuk rantai panjang atau polietilen. Pembentukan rantai yang panjang dari molekul
sederhana dikenal dengan istilah polimerisasi.
c.
Gaya Tarik Dipole-dipol Terimbas
Gaya molekul seperti initerjadi antara molekul
polar dengan molekul nonpolar. Dipol dari molekul polar akan mengimbas molekul
nonpolar di sekitarnya, sehingga mengalami dipol sesaat. Hasilnya adalah suatu
gaya tarik elektrostatik antaradipol dan dipol sesaat.
Sumber :
Tidak ada komentar:
Posting Komentar