Gaya Tarik Antar Molekul
A.
Gaya Tarik Antar Molekul
Jika
Molekul – molekul membentuk senyawa tentunya ada interaksi antar molekul tersebut
seperti halnya keluarga, jika suatu keluarga dinyatakan sebagai senyawa dan
anggota keluarga sebagai molekul, maka setelah kita mempelajari sifat masing –
masing anggota keluarga tentunya kita akan mempelajari hubungan (interaksi)
antar anggota keluarga tersebut. Gaya antar molekul pada modul ini dibatasi
pada gaya tarik antara dua molekul atau lebih dari satu zat murni.
Pada bagian
ini, akan dipelajari tiga macam gaya tarik antar molekul. Dua diantaranya
sekaligus disebut gaya tarik Van der Waals. Gaya tarik yang lemah disebabkan
oleh dipol imbasan sesaat, yang terjadi antara semua molekul, bahkan juga
molekul yang non polar sekalipun, Gaya tarik Van der Waals yang kuat, disebut
gaya tarik dipol-dipol, terjadi antara molekul yang memiliki momen dipole
permanen. Gaya tarik ketiga lebih kuat dari gaya Van der Waals yang terjadi
hanya antar molekul tertentu dan kemudian disebut Ikatan Hidrogen.
1.
Gaya London
Seorang ahli
fisika dari Jerman Fritz London, tahun 1930 menguraikan terjadinya tarikan yang
lemah disebabkan oleh dipol imbasan sekejap atau sesaat yang kemudian dikenal
Gaya London. Terjadinya tarikan antar elektron satu molekul dan inti molekul
yang lain dapat dibayangkan sebagai akibat menggesernya posisi atau getaran
(Vibrasi) elektron dan inti-inti itu. Suatu getaran dalam sebuah molekul
mengimbas (menginduksi) suatu geseran elektron-elektron suatu molekul yang disebelahnya
seperti gambar 5.
Atom
simetris (tengah bersifat non polar) tetapi getaran yang mengimbas gaya tarik
dipol sesaat antara atom-atom sebelahnya. Perhatikan bahwa posisi inti tidak
berubah.
Bila beberapa
molekul berkumpul bersama-sama seperti dalam cair, geseran-geseran
disingkronkan, sehingga terdapat suatu tarikan total antara banyak molekul yang
bersebelahan. Dipol-dipol ini dikatakan bersifat sesaat, karena getaran itu
milyaran kali dalam suatu detik. Pada saat berikutnya dipol itu hilang, atau
mungkin arah polaritas telah dibalik. Gaya London ini yang menyebabkan adanya
tarikan antara molekul-molekul senyawa non polar. Ingatkah Anda bagaimana
caranya membedakan molekul polar dengan non polar? Jika tidak bukalah dan baca
kembali modul Kim X.04 bagian kepolaran. Molekul-molekul polar besar lebih
efektif ditarik satu sama lain daripada
molekul kecil.
Marilah kita bandingkan molekul metana, CH4 dengan
propane CH3 CH2 CH3.
Perhatikan rumus
struktur keduanya .
Apa yang dapat
Anda simpulkan dari rumus struktur itu ?
Struktur molekul
Propana lebih besar dari Metana sehingga tarikan yang terjadi antar dua molekul
Propana lebih kuat dari pada dua molekul Metana.
Contoh lain
yang dapat kita perhatikan antara iod, I2, dan flour, F2. Manakah yang lebih
kuat, molekul iod atau molekul flour ?
Apakah jawaban
Anda molekul iod ?
Jika demikian,
Anda benar.
Molekul
dengan distribusi / penyebaran elektron yang besar dan baur ke segala arah
saling menarik lebih kuat dari pada molekul – molekul yang elektronnya lebih
kuat terikat. Molekul iod yang besar itu saling tarik – menarik dengan lebih
kuat dari pada molekul flour yang lebih kecil. Mudah tidaknya suatu molekul
membentuk dipol sesaat disebut polarisabilitas. Hal ini berkaitan dengan masa
molekul relatif (Mr) dan bentuk molekul. Masa molekul relatif berkaitan dengan
jumlah elektron dalam molekul maka makin mudah mengalami polarisasi sehingga
makin kuat gaya Londonnya. Mari kita bandingkan molekul H2, N2, O2, dan
Br2.
Bagaimana
urutan kekuatan gaya London molekul-molekul tersebut ?
Apakah jawaban
Anda berikut ini ?
Urutan kekuatan
Gaya London dari yang terlemah ke yang paling kuat adalah
H2 — N2 — O2 — Br2 karena
MrBr2 > MrO2 > MrN2 >
MrH2
Molekul yang
bentuknya panjang lebih mudah mengalami polarisasi dibandingkan molekul yang
kecil, padat dan simetris sehingga gaya London Pentana lebih kuat dari pada 2 –
Metil Butana (Neo Petana). Bagaimanakah akibat pergerakan elektron dalam
orbital pada molekul polar? Pelajarilah uraian berikut?
2.
Gaya tarik dipol – dipol
Molekul yang mempunyai momen dipol permanen
dikatakan sebagai polar.
Perhatikan bahwa anak panah yang menyatakan
kepolaran digambar dari muatan positif parsial ke muatan negatif
parsial.Perhatikan pada gambar
Arah vektor menuju
ke atom yang lebih elektronegatif ujung plus menunjukkan ke atom yang kurang elektronegatif. Gaya tarik antar dua
molekul polar disebut Gaya tarik dipol-dipol. Tarikan ini lebih kuat dari pada
tarikan antara molekulmolekul non polar.
3.
Ikatan Hidrogen
Tarikan antar
molekul yang luar biasa kuatnya, dapat terjadi antara molekulmolekul, jika satu
molekul mempunyai sebuah atom hidrogen yang terikat pada sebuah atom
berelektronegativitas besar, dan molekul sebelahnya mempunyai sebuah atom
berelektronegativitas tinggi yang mempunyai sepasang elektron menyendiri. Inti
hidrogen, yakni proton ditarik oleh sepasang elektron yang bersebelahan
bolak-balik antara kedua atom tersebut. Tarikan antara dua molekul yang
menggunakan bersama-sama sebuah proton disebut Ikatan Hidrogen.
Ikatan hidrogen
dapat terjadi inter molekul dan intra molekul. Jika Ikatan hidrogen terjadi
diantara molekul-molekul yang berbeda maka disebut ikatan hidrogen intermolekul
atau antar molekul seperti senyawa 1,4 – dihidroksi benzena. Sedangkan bila
ikatan hidrogen terjadi antara atom-atom dalam molekul yang sama maka disebut
ikatan hidrogen intramolekul atau didalam molekul seperti senyawa 1,2 –
dihidroksi benzena.
Senyawa 1,2 –
Dihidroksi benzena memiliki ikatan hidrogen Intra molekul karena atom H dan
atom O letaknya berdekatan dalam satu molekul. Berbeda halnya dengan 1,4 –
Dihidroksi benzena letaknya gugus hidroksi (OH) saling berjauhan sehingga tidak
memiliki ikatan hidrogen intramolekul. Perhatikan gambar 9 dan gambar 10.
B.
SIFAT FISIK SUATU
MOLEKUL
Sifat fisik
suatu molekul ditentukan oleh gaya tarik antar molekul antara lain titik didih
dan titik leleh. Marilah kita pelajari pengaruh masing-masing gaya tarik antar
molekul terhadap titik didih molekulnya suatu molekul Gaya London mengakibatkan
titik leleh dan titik didih molekulnya menjadi lebih rendah daripada molekul
lain dengan massa atom relatif (Mr) sama yng tidak memiliki Gaya London. Jika
molekul-molekulnya kecil, zat-zat ini biasanya berbentuk gas pada suhu kamar.
Molekul yang mempunyai gaya tarik-menarik dipol-dipol menyebabkan titik didih
dan titik leleh lebih tinggi daripada molekul yang memiliki Gaya London pada molekul
dengan massa molekul relatif sama. Hal ini karena gaya tarik dipol-dipol lebih
kuat daripada Gaya London.
Bagaimana
titik didih dan titik leleh senyawa yang massa molekul relatifnya (Mr) berbeda
jauh sedangkan keduanya bersifat polar ? Silahkan Anda perhatikan tabel berikut
?
Dari tabel
dapat Anda lihat bahwa HI memiliki titik didih yang lebih tinggi daripada HCl
sehingga lebih polar dari HI. Massa molekul relatif HI lebih besar daripada HCl
sehingga titik didih HI lebih tinggi dari HCl. Hal ini menunjukkan bahwa Gaya
London lebih dapat digunakan dalam membandingkan sifat zat dengan massa molekul
relatif yang jauh berbeda. Selanjutnya, bagaimana pengaruh ikatan hidrogen
terhadap sifat fisik suatu senyawa ?
Ikatan
hidrogen tidak hanya berpengaruh pada titik didih dan titk leleh suatu zat
tetapi juga kalarutannya dalam suatu pelarut. Senyawa yang berikatan hidrogen
mudah larut dalam senyawa lain yang juga berikatan hidrogen. Contohnya NH3
dalam H2O seperti pada gambar 11.
Senyawa
organik-alkohol, asam karboksilat, amina, glukosa-larut dalam air karena
membentuk ikatan hidrogen dengan molekul air pada gambar 12.
Senyawa yang
memilih ikatan hydrogen akan memilih titik didih lebih tinggi dari pada molekul
yang memilih ikatan Van Der Waals atau gaya tarik dipol-dipol. Senyawa hydrida
dari unsur golongan IV, V dan VI memilih gaya Van Der Waals yang bertambah dari
atas ke bawah setiap golongannya, sehingga titik didih dan titik lelehnya
seharusnya meningkat tetepi kenyataannya berbeda. Perhatikan gambar 13 grafik
berikut ini
Pada gambar
13 ditunjukan titik didih dan titik leleh untuk lima golongan zat. Perhatikan
grafik Ne Ke Xe dan CH4 ke SnH4, molekul non polar saling tarik menarik oleh
dipol terimbas sesaat atau Gaya London. Kedua grafik ini untuk membandingkan titik
didih dari pasangan molekul yang Massa Molekul relative hampir sama. Perhatikan
Ne dan CH4. molekul gas mulia mempunyai distribusi elektron yang sederhana
sedangkan CH4 merupakan tetrahedron (segi empat) yang menggembung dan saling
tarik menarik lebih kuat. Akibatnya titik didih CH4 lebih tinggi daripada Ne. Bandingkan
molekul yang strukturnya berlainan tetapi massa molekul relatifnya hampir sama.
Perhatikan
titk didih Ve, SnH4, HI, SbH3, dan H2Te. Tiga yang terakhir ini memiliki titik
didh yang lebih tinggi karena molekul-molekul ini merupakan senyawa polar yang
memerlukan energi kinetik yang lebih besar untuk memisahkan masing-masing unsurnya
satu sama lain. Untuk lebih memperjelas pemahaman, gambar 13 dapat kita uraikan
saru persatu, sebagai berikut :
Dapat Anda
perhatikan unsur satu golongan (gambar 18) akan memiliki titik didih dan titik
leleh yang bertambah, sesuai dengan bertambahnya nomor atom, massa atom relatif
dan perioda. Senyawa yang memiliki ikatan Hidrogen akan memiliki titk didih dan
titik leleh yang lebih tinggi dari senyawa lain yang tidak memiliki ikatan
hidrogen. Perhatikan gambar 14 sampai 17. Bandingkanlah molekul yang memiliki
ikatan hidrogen (HF, NH3, H2O)
dengan molekul segolongannya. Titik didih
H2O lebih tinggi daripada H2S, H2Se dan H2Te. Begitu pula titik didih NH3 lebih tinggi daripada PH3, AsH3, SbH3. Hal ini ternyata disebabkan terdapatnyan ikatan Hidrogen yang kuat
antar molekul-molekulnya. Bagaimana senyawa organik ? Apakah ikatan Hidrogen
dapat mempengaruhi titik didihnya juga ? Coba Anda bandingkan titik didih
propane dengan etanol menggunakan data dalam tabel 4.
Etanol
memiliki titik didih yang sangat tinggi dibandingkan dengan propane walaupun
massa molekul relatif (Mr) keduanya tidak jauh berbeda. Hal ini terjadi karena
dalam molekul etanol terdapat ikatan hidrogen sedangkan propana tidak. Perhatikan
rumus struktur etanol dan propana berikut ini :
Akibat
lain dari adanya ikatan hidrogen adalah terjadinya penyimpanan massa molekul
relatif. Seperti halnya asam etanoat (asam asetat) atau dalam kehidupan
sehari-hari dikenal dengan asam cuka, yang biasa di jumpai dalam wujud larutan
tetapi dapat di jumpai dalam wujud gas. Wujud yang terakhir ini terjadi karena
du
molekul
asam cuka bergabung bersama dengan ikatan hidrogen sehingga massa molekul
relatifnya (Mr) menjadi 120, dua kali besar dari biasanya yaitu 60. Terjadinya
pengabungan dua molekul sehingga berpasangan di sebut “dimerisation”. Peristiwa
ini dapat di gambarkan sebagai berikut :
Soal:
1. Titik didih metana (CH2) lebih tinggi daripada neon (Ne),
karena…
a.
Massa molekul metana lebih besar dari neon.
b.
Molekul metana mempunyai lebih banyak elektron daripada neon.
c.
Polarisabilitas metana lebih besar dari neon.
d.
Molekul metana membentuk ikatan hidrogen, neon tidak.
e.
Molekul metana polar, neon tidak.
2. Diantara pasangan senyawa
berikut yang mempunyai Gaya London
adalah...
a.
ccL4
b.
H2O
c.
CH4
d.
CO2
e.
NH3
3. Senyawa yang mempunyai
ikatan hidrogen adalah…
a.
Hcl
b.
H2S
c.
H2O
d.
HBr
e.
HI
4. Diantara senyawa berikut
ini yang di ramalkan mempunyai titik didih
tertinggi adalah…
a.
C2H6
b.
C2H2cl
c.
C2H5OH
d.
CH3COOH
e.
CH3OCH3
5. Ikatan yang terdapat dalam
molekul (antara atom C dengan H) dan antar
molekul CH4 adalah…
a.
Kovalen dan Gaya London
b.
Ion dan Gaya Dispersi
c.
Kovalen dan Ikatan Hidrogen
d.
Kovalen dan Gaya Van der Waals
e.
Ion dan Ikatan Hidrogen
KESIMPULAN
Teori
Domain Elektron yang menjelaskan susunan elektron dalam atom yang berikatan
membentuk molekul. Posisi elektron ini akan mempengaruhi bentuk geometri
molekulnya. Teori VSEPR yaitu teori tolak menolak pasang-pasangan elektron pada
kulit terluar dari atom pusat yang akan mempengaruhi bentuk geometri suatu
molekul, akibat berubahnya susunan ruang elektron pada atom pusat. Gaya tarik
antar molekul terdiri dari gaya tarik menarik nondipol-nondipol, dipole-dipol dan
ikatan hidrogen. Gaya tarik menarik antar molekul akibat interaksi antar molekul
dalam suatu senyawa dapat mempengaruhi sifat fisik molekul antara lain titik
didih dan titik leleh.
No comments:
Post a Comment