Syuhada Fratiwi: GAYA VANDERWAALS

Gaya Van Der Waals

Merupakan gaya tarik menarik listrik yang relatif lemah akibat kepolaran molekul yang permanen atau terinduksi (tidak permanen). Kepolaran permanen terjadi akibat kepolaran ikatan dalam molekulnya, sedangkan kepolaran tidak permanen terjadi akibat molekulnya terinduksi oleh partikel lain yang bermuatan sehingga molekul bersifat polar sesaat secara spontan. Gaya Van Der Waals dapat terjadi antara partikel yang sama atau berbeda. Karena Ikatan Van Der Waals muncul akibat adanya kepolaran, maka semakin kecil kepolaran molekulnya maka gaya Van Der Waalsnya juga akan makin kecil.

GAYA VAN DER WAALS dibagi berdasarkan jenis kepolaran partikelnya :

1. INTERAKSI ION – DIPOL (MOLEKUL POLAR)

Terjadi interaksi (berikatan) / tarik menarik antara ion dengan molekul polar (dipol). Interaksi ini termasuk jenis interaksi yang relatif cukup kuat. Gaya antar molekul ini terjadi antara ion dan senyawa kovalen polar, senyawa ion akan terionisasi menjadi ion positif dan ion negatif. Ion positif akan tarik menarik dengan dipol negatif dan sebaluiknya.

Selain gaya ion-dipol, juga dikenal gaya ion-dipol sesaat dimana terjadi dari interaksi antar gaya dipol-dipol terinduksi dengan gaya ion-dipol. Jika ion dari senyawa ion berdekatan dengan molekul non polar maka ion tersebut dapat menginduksi dipol molekul nonpolar. Dipol terinduksi molekul nonpolar yang dihasilkan akan berikatan dengan ion. interaksi ion - dipol merupakan interaksi (berikatan) / tarik menarik antara iondengan molekul polar (dipol). Interaksi ini termasuk jenis interaksi yang relatif cukupkuat.

Contoh :

H⁺ + H₂O → H₃O⁺

Ag⁺+ NH₃→ Ag(NH₃)⁺

Sebagai contoh, NaCl (senyawa ion) dapat larut dalam air (pelarut polar) dan AgBr (senyawa ion) dapat larut dalam NH3 (pelarut polar).

2. INTERAKSI DIPOL – DIPOL

Merupakan interaksi antara sesama molekul polar (dipol). Interaksi ini terjadi antara ekor dan kepala dari molekul itu sendiri. Berlawanan kutub saling tarik menarik dan jika kutubnya sama saling tolak – menolak. Partikel penginduksi dapat berupa ion atau dipol lain.

Tanda "+" menunjukkan dipol positif, tanda "-" menunjukkan dipol negatif Molekul seperti HCl memiliki dipol permanen karena klor lebih elektronegatif dibandingkan hidrogen. Kondisi permanen ini, pada saat pembentukan dipol akanmenyebabkan molekul saling tarik menarik satu sama lain. Molekul yang memilikidipol permanen akan memiliki titik didih yang lebih tinggi dibandingkan dengan molekul yang hanya memiliki dipol yang berubah-ubah secara sementara. Agak mengherankan dayatarik dipol-dipol agak sedikit dibandingkan dengangaya dispersi dan pengaruhnya hanya dapat dilihat jika membandingkan dua atom dengan jumlah elektron yang sama dan ukuran yang sama pula.

Sebagai contoh : titik didih etana, CH₃CH₃, dan fluorometana, CH₃F adalah Keduanya memiliki jumlah elektron yang identik, dan ukurannya hampir sama – seperti yang terlihat pada diagram. Hal ini berarti bahwa gaya dispersi kedua molekul adalah sama. Titik didih fluorometana yang lebih tinggi berdasarkan pada dipol permanen yang besar yang terjadi pada molekul karena elektronegatifitas fluor yang tinggi. Akan tetapi, walaupun memberikan polaritas permanen yang besar padamolekul, titik didih hanya meningkat kira-kira 10Â°.

Berikut ini contoh yang lain yang menunjukkan dominannya gaya dispersi : Triklorometan, CHCl₃ merupakan molekul dengan gaya dispersi yang tinggi karena elektronegatifitas tiga klor. Hal itu menyebabkan daya tarik dipol-dipol lebih kuat antara satu molekul dengan tetangganya. Dilain pihak, tetraklorometan, CCl₄, adalah non polar. Bagian luar molekultidak seragam - in pada semua arah. CCl₄ hanya bergantung pada gaya disperse.

3. INTERAKSI ION – DIPOL TERINDUKSI

Merupakan antar aksi ion dengan dipol terinduksi. Dipol terinduksi merupakan molekul netral, menjadi dipol akibat induksi partikel bermuatan yang berada didekatnya. Kemampuan menginduksi ion lebih besar dari pada dipol karena muatan ion >>> (lebih besar) Ikatan ini relatif lemah karena kepolaran molekul terinduksi relatif kecil dari dipol permanen.

4. INTERAKSI DIPOL – DIPOL TERINDUKSI

Molekul dipol dapat membuat molekul netrallain bersifat dipol terinduksi sehingga terjadi antar aksi dipol – dipol terinduksi. Ikatan ini cukup lemah sehingga prosesnya berlangsung lambat.

Dipol dari molekul polar akan saling tarik menarik dengan dipol terinduksi dari molekul non polar. Contohnya tarjadi interaksi antara HCl yang merupakan molekul polar dengan Cl2 yang merupakan molekul nonpolar.

5. Gaya Dispersi London

Gaya dispersi juga dianggap sebagai jenis van der Waals dan yang paling lemah dari semua gaya antarmolekul. Mereka sering disebut Gaya London setelah Fritz London (1900-1954), yang pertama kali mengajukan keberadaan mereka pada tahun 1930. Gaya dispersi London adalah gaya antarmolekul yang terjadi antara atom dan antara molekul nonpolar akibat gerakan elektron.

Awan elektron dari atom helium berisi dua elektron, yang biasanya diperkirakan akan merata secara spasial di sekitar inti. Namun, pada saat tertentu distribusi elektron mungkin tidak merata, sehingga timbul dipol sesaat. Dipol lemah dan sementara ini kemudian mempengaruhi atom tetangga helium melalui tarik dan tolakan elektrostatik. Ini akan menginduksi dipol atom helium terdekat (lihat Gambar di bawah)

Dipol sesaat dan akan menginduksi secara lemah tertarik satu sama lain. Gaya dispersi meningkat seiring jumlah elektron dalam atom atau molekul nonpolar yang meningkat.

Kelompok halogen terdiri dari empat unsur yang semua mengambil bentuk molekul diatomik nonpolar.

Gaya London ini dipengaruhi oleh dua faktor, yaitu:

a. Jumlah electron dalam atom atau molekul

Makin banyak electron yang dipunyai molekul makin besar gaya londonnya.

b. Bentuk molekul

Molekul yang memanjang/tidak bulat, lebih mudah menjadi dipole dibandingkan dengan molekul yang bulat sehingga gaya disperse londonnya akan semakin besar.

Faktor-Faktor yang mempengaruhi Ikatan Van Der Waals

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 elektronter polarisasi, serta makin besar gaya dispersi.

2. Bentuk molekul.

Molekul yang memanjang/tidak bulat, lebih mudah menjadi dipole di bandingkan dengan molekul yang bulat sehingga gaya disperse londonnya yang semakin besar. Ikatan Van der Waals juga ditemukan pada polymer dan plastik. Senyawa ini dibangun oleh satu rantai molekul yang memiliki atom karbon, berikatan secarakovalen 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.

3. Kepolaran molekul

Karena Ikatan Van Der Waals muncul akibat adanya kepolaran, maka semakin kecil kepolaran molekulnya maka gaya Van Der Waalsnya juga akan makin kecil.

4. Titik didih

Alasan yang mendasari bahwa titik didih meningkat sejalan dengan menurunnya posisi unsur pada golongan adalah kenaikan jumlah elektron, dan juga tentunya jari-jari atom. Lebih banyak elektron yang dimiliki, dan lebih menjauhsejauh mungkin, yang paling besar memungkinkan dipol sementara terbesar dan karena itu gaya dispersi paling besar. Karena dipol sementara lebih besar, molekul xenon lebih melekat (stickier) dibandingkan dengan molekul neon. Molekul neon akan berpisah satu sama lain padatemperatur yang lebih rendah dibandingkan molekul xenon karena itu neonmemiliki titik didih yang lebih rendah.

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.