Kimia Organik Fisik

Gaya Van Der Waals

Gaya van der Waals dalam ilmu kimia merujuk pada jenis gaya antara molekul. Istilah ini pada awalnya merujuk pada jenis gaya antarmolekul, dan hingga saat ini masih digunakan dalam pengertian tersebut, tetapi saat ini lebih umum merujuk pada gaya-gaya yang timbul dari polarisasi molekul menjadi dipol.Hal ini mencakup gaya yang timbul dari dipol tetap (gaya Keesom), dipol rotasi atau bebas (gaya Debye) serta pergeseran distribusi awan elektron (gaya London).

Nama gaya ini diambil dari nama kimiawan Belanda Johannes van der Waals, yang pertama kali mencatat jenis gaya ini. Potensial Lennard-Jones sering digunakan sebagai model hampiran untuk gaya van der Waals sebagai fungsi dari waktu.

Interaksi van der Waals teramati pada gas mulia, yang amat stabil dan cenderung tak berinteraksi. Hal ini menjelaskan sulitnya gas mulia untuk mengembun. Tetapi, makin besar ukuran atom gas mulia (makin banyak elektronnya) makin mudah gas tersebut berubah menjadi cairan.

Gaya Tarik Dipol

Molekul-molekul polar cenderung menyusun diri dengan cara saling mendekati kutub positif dari suatu molekul dengan kutub negatif molekul yang lain. Gaya tarik-menarik ini disebut gaya tarik dipol. Semakin besar momen dipol yang dimiliki suatu senyawa, semakin besar gaya tarik dipol yang dihasilkan. Gaya ini lebih kuat daripada gaya London. Oleh karena itu, molekul yang mengalami gaya tarik dipol memiliki titik didih dan titik leleh yang lebih tinggi daripada molekul yang mengalami gaya London (Mr hampir sama).

Ada 3 jenis gaya tarik dipol sebagai berikut.

1.     Interaksi Dipol Terimbas (Dipol Terinduksi)

Gaya antarmolekul ini terjadi saat molekul polar mengirnbas (menginduksi) molekul nonpolar. Sebagai contoh, molekul air (H₂O) yang bersifat polar dapat menginduksi molekul oksigen (O₂) yang bersifat nonpolar. Dipol terimbas inilah yang mengakibatkan gas oksigen larut dalam air.

2.    Interaksi lon-Dipol

Gaya antarmolekul ini terjadi saat ion (kation maupun anion) berinteraksi dentjan molekul polar. Kekuatan interaksi ini bergantung pada muatan dan ukuran ion serta kepolaran dan ukuran molekul polar. Kation memiliki interaksi yang lebih kuat dengan molekul polar dibandingkan anion. Salah satu contoh interaksi ini adalah hidrasi senyawa NaCI dalam air (proses ion-ion dikelilingi oleh molekul air).

3.    Interaksi Dipol-Dipol

Gaya antarmolekul ini terjadi jika ujung positif dari salah satu molekul dipol ditarik ke ujung negatif dari dipol molekul lainnya. Gaya ini lebih kuat dari gaya London, tetapi tetap sangat lemah. Interaksi ini terjadi pada senyawa kovalen polar, seperti HCI dan HBr.

Gaya London

Gaya London ditemukan oleh fisikawan Jerman yang bernama Fritz London pada tahun 1928. Gaya London (gaya dispersi) merupakan gaya tarik- menarik antarmolekul nonpolar akibat adanya dipol terimbasyang ditimbulkan oleh perpindahan elektron dari satu orbital ke orbital yang lain membentuk dipol sesaat. Gaya London mengakibatkan molekul non¬polar bersifat agak polar.

Jenis gaya tarik yang sangat lemah ini umumnya terjadi di antara molekul-molekul kovalen nonpolar, seperti N2, H2, atau CH4. Gaya tarik ini dihasilkan oleh menyurut dan mengalirnya orbital-orbital elektron sehingga memberikan pemisahan muatan yang sangat lemah dan sangat singkat di sekitar ikatan. Gaya London meningkat seiring bertambahnya jumlah elektron. Gaya London juga meningkat seiring bertambahnya massa molar zat, sebab molekul yang memiliki massa molar besar cenderung memiliki lebih banyak elektron. Adanya percabangan pada molekul akan menurunkan kekuatan gaya London, sebab adanya percabangan akan memperkecil area kontak antarmolekul. Titik didih senyawa sebanding sekaligus mencerminkan kekuatan gaya London.

Menurut London, elektron-elektron di dalam molekul selalu bergerak dengan jarak yang tertentu dari inti. Gerakan ini memungkinkan elektron pada suatu saat lebih banyak berada di salah satu sisi dibandingkan sisi yang lain sehingga molekul memiliki momen dipol. Momen dipol ini disebut dipol sesaat karena hanya berlangsung sepersekian detik. Saat berikutnya, elektron berada di tempat yang berbeda dan menyebabkan dipol sesaat yang lain. Dipol sesaat yang terjadi dapat menginduksi dipol sesaat dari molekul tetangganya. Akibatnya terjadi gaya tarik antara molekul-molekul nonpolar tersebut. Contoh pembentukan dipol sesaat pada molekul neon (Ne).

Kekuatan gaya tarik London sebanding dengan polarisabilitas molekul. Polarisabilitas menunjukkan kemudahan terganggunya distribusi elektron dalam molekul. Pada umumnya, makin besar massa molar (M ) molekul yang berarti jumlah elektron makin banyak, polarisabilitas makin tinggi (distribusi elektron semakin mudah terganggu) sehingga gaya London makin kuat.

Ikatan Hidrogen

Ikatan hidrogen merupakan ikatan antarmolekul yang terjadi pada molekul-molekul yang sangat polar dan mengandung atom hidrogen. Ikatan hidrogen disebabkan oleh gaya tarik-menarik antara atom hidrogen dari molekul yang satu dengan atom molekul lain yang sangat elektronegatif (F, O, atau N).

Contoh senyawa yang mempunyai ikatan hidrogen yaitu HF, H₂O, dan NH₃. Dalam molekul air, atom O bersifat sangat elektronegatif sehingga pasangan elektron antara atom O dan H lebih tertarik ke arah atom O. Dalam keadaan cair, atom hidrogen dalam molekul air yang parsial positif (O⁺) ditarik oleh pasangan elektron atom O molekul lain yang elektronegatif sehingga terbentuk ikatan hidrogen. Akibatnya, atom H dari salah satu molekul terikat kuat pada atom unsuryang sangat elektronegatif (F, O, atau N) dari molekul tetangganya melalui pasangan elektron bebas pada atom unsur yang mempunyai elektronegatif besar tersebut.

Sources:

http://artikeltop.xyz/pengertian-gaya-van-der-waals.html

https://id.wikipedia.org/wiki/Gaya_van_der_Waals

http://www.pelajaransekolahonline.com/2016/31/penjelasan-gaya-van-der-waals-dan-ikatan-hydrogen.html