Makalah Gaya Antar Molekul

BAB I

PENDAHULUAN

A.  Latar Belakang

Gaya antar molekul adalah gaya aksi di antara molekul-molekul yang menimbulkan tarikan antarmolekul dengan berbagai tingkat kekuatan. Pada suhu tertentu, kekuatan tarikan antarmolekul menentukan wujud zat, yaitu gas, cair, atau padat.

Kekuatan gaya antar molekul lebih lemah dibandingkan ikatan kovalen maupun ikatan ion. Ikatan kimia dan gaya antarmolekul memiliki perbedaan. Ikatan kimia merupakan gaya tarik menarik di antara atom-atom yang berikatan, sedangkan gaya antar molekul merupakan gaya tarik menarik di antara molekul.

Ada tiga jenis gaya antarmolekul, yaitu gaya dipol-dipol, gaya London, dan ikatan hidrogen. Gaya dipol-dipol dan gaya London dapat dianggap sebagai satu jenis gaya, yaitu gaya van der Waals.

Gaya antarmolekul yang dihasilkan mempengaruhi sifat fisis senyawa, diantaranya titik didih dan titik leleh, wujud zat, kekentalan, kelarutan dan berntuk permukaan cairan.

B.  Rumusan Masalah

1.     Apakah yang dimaksud dengan gaya antar molekul ?

2.     Apa saja macam-macam gaya antar molekul?

3.     Apakah pengaruh gaya antar molekul terhadap sifat fisis suatu zat?

C.  Tujuan

1.     Untuk mengetahui dan memahami pengertian dari gaya antar molekul.

2.     Untuk mengetahui seluruh jenis-jenis gaya antar molekul.

3.      Untuk mengetahui dan memahami proses pengaruh gaya antar molekul terhadap sifat fisis suatu zat.

BAB II

PEMBAHASAN

A.  Pengertian Gaya Antar Molekul

Gaya antar molekul adalah gaya tarik-menarik antar molekul yang saling berdekatan. Gaya antar molekul berbeda dengan ikatan kimia. Ikatan kimia, seperti ikatan ionik, kovalen, dan logam, semuanya adalah ikatan antar atom dalam membentuk molekul. Sedangkan gaya antar molekul adalah gaya tarik antar molekul. Kita akan mempelajari tiga macam gaya antar molekul, yaitu:

·         Gaya Van der Waals

·         Ikatan Hidrogen

·         Gaya London

Agar dapat memahami gaya antar molekul dengan baik. kita harus memahami terlebih dahulu tentang apa yang dimaksud dengan dipol dalam suatu molekul.

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 yang lain terdapat kutubnegatif (δ^-).Untuk senyawa non polar, sama sekali tidak ada muatan listrik yang terkandung. Untuk mempelajari bagaimana dipol terbentuk, silakan tengok kembali materi ikatan kovalen polar di kelas X.

B.  Macam-macam Gaya Antar Molekul

1.    Gaya Van der Waals (Gaya tarik antara dipol-dipol)

Gaya Van der Waals merupakan gaya tarik antar dipol pada molekul polar. Molekul polar memiliki ujung-ujung yang muatannya berlawanan. Ketika dikumpulkan, maka molekul polar akan mengatur dirinya (membentuk formasi) sedemikian hingga ujung yang bermuatan positif akan berdekatan dengan ujung yang bermuata negatif dari molekul lain. tapi tentu saja formasinya tidak statis/tetap, kenapa? Karena sebenarnya molekul selalu bergerak dan bertumbukan/tabrakan.

Catatan:
Molekul , atom, zat akan diam tak bergerak jika energi kinetiknya = 0 (nol). Keadaan ini disebut keadaan diam mutlak, dicapai jika benda berada pada suhu 0⁰K (-273⁰C)

Untuk jelasnya, bisa dilihat pada gambar berikut:

Gaya Van der Waals diperlihatkan dengan garis  (putus-putus). Kekuatan gaya tarik antara dipol ini biasanya lebih lemah dari kekuatan ikatan ionik atau kovalen (kekuatannya hanya 1% dari ikatan). Kekuatannya juga akan berkurang dengan cepat bila jarak antar dipol makin besar. jadi gaya Van der Waaals suatu molekul akan lebih kuat pada fase padat dibanding cair dan gas. Sebenarnya gaya dipol-dipol dan gaya london masuk ke dalam macam-macam gaya van der Walls. Tapi akan dijabarkan agar lebih jelas.

2.    Ikatan Hidrogen

Ikatan hidrogen adalah ikatan yang terjadi antara atom hidrogen pada satu molekul dengan atom nitrogen (N), oksigen (O), atu fluor (F) pada molekul yang lain. Gaya tarik dipol yang kuat terjadi antara molekul-molekul tersebut. Gaya tarik antar molekul yang terjadi memiliki kekuatan 5 sampai 10% dari ikatan kovalen. . Ikatan Hidrogen juga dapat didefenisikan sebagai sejenis gaya tarik antarmolekul yang terjadi antara dua muatan listrik parsial dengan polaritas yang berlawanan. Walaupun lebih kuat dari kebanyakan gaya antarmolekul, ikatan hidrogen jauh lebih lemah dari ikatan kovalen dan ikatan ion. Ikatan hidrogen seperti interaksi dipol-dipol dari Van der Waals. Perbedaannya adalah muatan parsial positifnya berasal dari sebuah atom hidrogen dalam sebuah molekul. Sedangkan muatan parsial negatifnya berasal dari sebuah molekul yang dibangun oleh atom yang memiliki elektronegatifitas yang besar, seperti atom Flor (F), Oksigen (O), Nitrogen (N). Muatan parsial negatif tersebut berasal dari pasangan elektron bebas yang dimilikinya.

Gambaran ikatan hidrogen dapat dilihat pada gambar berikut:

Ikatan hidrogen diperlihatkan pada garis biru (putus-putus). Meskipun tidak terlalu kuat, ikatan hidrogen tersebar diseluruh molekul. Inilah sebabnya air (H₂O) memiliki titik didih yang relatif lebih tinggi bila dibandingkan dengan senyawa lain dengan berat molekul (Mr) yang hampir sama. Sebut misalnya CO₂ (Mr=48) dalam suhu kamar sudah berwujud gas, sedangkan air (H₂O) dengan berat molekul lebih kecil (Mr=18) pada suhu kamar (20 ⁰C) masih berada pada fase cair.

Yang harus diperhatikan bahwa:

a)      Hidrogen tertarik secara langsung pada salah satu yang unsur yang paling  elektro   negatif, menyababkan hidrogen memperoleh jumlah muatan positif yang signifikan.

b)      Tiap-tiap unsur yang mana hidrogen tertarik padanya tidak hanya negatif secara   signifikan, tetapi juga memiliki satu-satunya pasangan elektron bebas yang aktif.

Macam-macam ikatan hidrogen:

a)      Ikatan Hidrogen Intermolekular, yaitu ikatan hidrogen yang terjadi pada molekul yang berbada (antar molekul). Contohnya reaksi antara H₂O dengan Cl^-(aq) terdapat beberapa ikatan hidrogen yang terjadi antar molekul, yaitu H^δ+ dan Cl^δ- sebanyak pasangan elektron bebas disekitar ion Cl. (4 pasang elektron bebas).

b)      Ikatan Hodrogen Intramolekular, yaitu ikatan hidrogen yang terjadi pada satu molekul (dalam satu senyawa). Contohnya molekul air (H₂O), dalam air terdapat ikatan hidrogen sejumlah pasangan elektron bebas pada pusat senyawa.

c)      Ikatan hidrogen intramolekular banyak ditemukan dalam makromolekul seperti protein dan asam nukleat dimana ikatan hidrogen terjadi antara dua bagian dari molekul yang sama yang berperan sebagai penentu bentuk molekul keseluruhan yang penting.

Air, sebagai dasar kehidupan, disatukan dengan ikatan hidrogen. Gaya tarik antara molekul polar yang mengandung hidrogen dengan pasangan elektron bebas dari molekul oksigen. Pada ikatan polar setiap atom hidrogen bermuatan agak positif sehingga dapat menarik elektron. Ikatan hidrogen menyebabkan titik didih dan titik leleh air tinggi bila dibandingkan molekul lain yang kecil tapi molekulnya nonpolar.

Beberapa gugus hidroksil memberikan banyak kesempatan untuk ikatan hidrogen dan mengarah pada viskositas tinggi zat-zat seperti gliserin dan sirup gula.  mengandung gugus hidroksi –OH atau gugus amino –NH₂ relatif lebih larut dalam air disebabkan karena pembentukan ikatan hidrogen dengan molekul air.

- Dimerisasi asam karboksilat seperti asam asetat CH₃COOH juga merupakan  contoh  yang sangat baik adanya ikatan hidrogen.

-  Secara fisika titik didih suatu molekul seharusnya bergantung pada berat molekulnya, yakni semakin berat molekul suatu senyawa maka makin sulit menguap maka semakin tinggi titik didihnya. Namun fakta eksperimen titik didih senyawa hidrida unsur-unsur golongan VA, VIA, VIIA menunjukkan adanya penyimpangan.

Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi ikatan hidrogen

a)      Elektronegativitas, adalah suatu ukuran kecenderungan atom untuk menarik   pasangan elektron ikatan. Jika atom-atom memiliki elektronegatifitas yang setara, keduanya memiliki kecenderungan yang sama untuk menarik pasangan elektron ikatan, dan karena itu akan ditemukan setengah rata-rata antara kedua atom,  sebagai contoh, pada molekul H₂ atau Cl₂. “semakin besar perbedaan keelektronegatifan atom dalam suatu molekul atau antarmolekul, maka semakin kuat ikatan hidrogen”

b)      Polaritas, adalah kepolaran suatu unsur yang berikatan dengan  unsur lain dan masih  terdapat pasangan elektron bebas pada pusat molekulnya. “Semakin banyak pasangan elektron bebas (pasangan elektron tak berikatan), maka semakin mudah membentuk ikatan hidrogen”

3.    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.

Keterangan:

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)

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.

Ketika dipol sesat terjadi, akan timbul pula gaya london (garis biru putis-putus). Ketika dipol hilang, gaya london pun hilang. Kekuatan Gaya london bergantung pada berbagai faktor:

a)      Kerumitan Molekul

Makin rumit molekul (Mr makin besar) Mr disebut juga Massa atom relatif, maka gaya london makin kuat.

b)      Ukuran Molekul

Makin besar ukuran molekul, gaya london juga makin kuat. hal ini dikarenakan molekul besar lebih mudah terpolarisasi, sehingga dipol sesaat lebih mudah terjadi.

c)      Jumlah atom didalam molekul

Semakin banyak jumlah atom didalam molekul maka akan semakin besar kekuatan gaya londonnya.

C.  Pengaruh Gaya Antar Molekul Terhadap Sifat fisis Suatu Zat

Gaya antarmolekul yang dihasilkan mempengaruhi sifat fisis senyawa, diantaranya titik didih dan titik leleh, wujud zat, kekentalan, kelarutan dan berntuk permukaan cairan.

1.     Pengaruh ikatan Hidrogen terhadap Titik Didih dan Titik Leleh

Peristiwa pendidihan dan pelelehan pada dasarnya merupakan pemutusan ikatan. Semakin kuat ikatan yang terjadi, semakin tinggi titik didih dan titik leleh zat. Dengan semakin besar Mr, titik didih dan titik leleh pun semankin tinggi.

Gbr. Titik didih “Hibrida” unsur-unsur golongan IVA,VA,VIA,dan VIIA. ( Titik didih tertinggi ada pada H₂0,sedangkan paling rendah Ne)

Perhatikan baik-baik titik didih senyawa unsur hidrida golongan IVA, VA, VIA, VIIA, dan VIIIA pada grafik diatas yang mempengaruhi titik didih senyawa unsur hidrida golongan IVA, VA, VIA, VIIA, dan VIIIA adalah Gaya Van der Waals.

Dalam satu golongan, dari atas ke bawah, unsur memiliki Gaya Van der Walls yang semakin bertambah sebanding dengan bertambah besarnya Mr. Sebagai akibat yang seharusnya, titik didih dari atas ke bawah dalam satu golongan semakin bertambah. Namun kenyataannya tidaklah demikian.

Perhatikan titik didih H2O, HF dan NH3. Ketiganya memiliki titik didih yang berbeda jauh dengan senyawa hidrida yang lain. Hal ini karena ikatan hydrogen lebih kuat dibandingkan gaya Van Der Waals.

2.     Pengaruh Gaya London terhadap Titik Didih dan Titik Leleh

Seperti ikatan hidrogen, kekuatan gaya London berbanding lurus dengan titik didih dan titik leleh. Jumlah elektron yang dimiliki suatu molekul akan berbanding lurus dengan massa molekul relatifnya (Mr). Selain itu, struktur molekul mempengaruhi kekuatan gaya London. Semakin luas permukaan sentuh, artinya semakin sedikit cabang, gaya London akan semakin kuat.

HCl dibandingkan  dengan  HI  Pada senyawa polar HCl dibandingkan HI, HCl memiliki gaya tarik dipol lebih besar dibandingkan dengan HI, tetapi gaya london pada HCl akan lebih kecil dibandingkan dengan HI,seperti ditunjukkan pada tabel berikut ini :
Tabel perbandingan antara HCl dan HI

Dari tabel terlihat bahwa titik didih pada HI lebih besar dibandingkan dengan HCl, yang berarti gaya Van der Waals pada HCl lebih kecil dibandingkan dengan HI. Hal ini disebabkan pada HI gaya london memberikan pengaruh yang sangat besar dibandingkan gaya tarik dipol pada HCl

- CCl4 dibandingkan dengan CHCl3. CHCl3 termasuk senyawa polar sehingga gaya Van der Waals-nya dipengaruhi oleh gaya London dan gaya tarik dipol-dipol, sedangkan pada CCl4 termasuk senyawa non polar yang berati gaya Van der Waals hanya dipengaruhi oleh gaya London saja.

Dari hasil pengukuran ternyata titik didh CHCl3 lebih kecil dibandingkan CCl4. Sehingga Gaya london sangat mempengaruhi besarnya titik didh pada senyawa.

Struktur CCl4 yang mempunyai Mr lebih besar dari CHCl3, mempunyai titik didih lebih tinggi. Hal tersebut dipengaruhi oleh gaya London yang bekerja pada CCl4 yang nonpolar.

3.     Pengaruh Gaya Antarmolekul terhadap Wujud Gas

Pada suhu rendah, gas nitrogen berwujud cair dan pada suhu tinggi berwujud gas. Hal ini dikarenakan pada suhu rendah, atom-atom N pada molekul N2 berikatan kovalen (intramolekul) yang sangat kuat dan gaya antarmolekulnya lemah, sehingga berbentuk cair. Namun pada suhu tinggi, gaya antarmolekul N2 tidak mampu mempertahankan jarak sehingga merenggang dan mengubahnya menjadi gas.

4.     Pengaruh Gaya Antarmolekul terhadap Kekentalan Cairan

Kekentalan merupakan ukuran halangan suatu zat untuk mengalir. Hal ini dipengaruhi oleh gaya antarmolekul. Semakin kuat gaya antar molekul, zat akan sulit mengalir (kekentalannya tinggi), dan sebaliknya.
Kenaikan suhu akan mempengaruhi jarak antarmolekul sehingga kekuatan gaya dan kekentalan berkurang.

5.     Pengaruh Gaya Antarmolekul terhadap Kelarutan

Kelarutan adalah kemampuan zat terlarut bercampur secara homogen dalam zat pelarut. Ada 3 jenis gaya tarik dalam larutan, yaitu gaya tarik antar zat terlarut (A-A), zat terlarut-zat pelarut (A-B), dan antar zat pelarut (B-B). Selain itu, terdapat prinsip Like Dissolved Like, dimana senyawa polar akan larut dalam senyawa polar, dan senyawa nonpolar larut dalam senyawa nonpolar.

6.     Pengaruh Gaya Antarmolekul terhadap Bentuk Permukaan Cairan

Gaya antarmolekul dapat menyebabkan permukaan cairan menjadi cekung atau cembung. Interaksi antara molekul yang berbeda (cairan dengan wadah yang ditempati) disebut adhesi. Sedangkan interaksi antarmolekul yang sama (antarmolekul cairan) disebut kohesi.
Jika adhesi lebih kuat daripada kohesi, permukaan cairan akan berbentuk cekung. Dan sebaliknya, jika kohesi lebih kuat dari adhesi, maka permukaan cairan cembung

BAB III

PENUTUP

A.  Kesimpulan

Gaya antar molekul adalah gaya tarik-menarik antar molekul yang saling berdekatan. Gaya antar molekul berbeda dengan ikatan kimia. Ada tiga macam gaya antar molekul, yaitu:

Gaya Van der Waals adalah gaya tarik antar dipol pada molekul polar memiliki ujung-ujung yang muatannya berlawananIkatan Hidrogen adalah ikatan yang terjadi antara atom hidrogen pada satu molekul dengan atom nitrogen (N), oksigen (O), atu fluor (F) pada molekul yang lain.

Gaya London merupakan gaya antar dipol sesaat pada molekul non polar. Kekuatan Gaya london bergantung pada berbagai faktor:

a)      Kerumitan Molekul

Makin rumit molekul (Mr makin besar), maka gaya london makin kuat.

b)      Ukuran Molekul

Makin besar ukuran molekul, gaya london juga makin kuat. hal ini dikarenakan molekul besar lebih mudah terpolarisasi, sehingga dipol sesaat lebih mudah terjadi.

Gaya antarmolekul yang dihasilkan mempengaruhi sifat fisis senyawa, diantaranya titik didih dan titik leleh, wujud zat, kekentalan, kelarutan dan berntuk permukaan cairan.

B.  Saran

Kami menyadari bahwa dalam pembuatan makalah ini masih terdapat banyak kesalahan. Oleh karena itu, kritik dan saran mmembangun dari Bu Isworini selaku penampu mata pelajaran kimia ,  agar dikemudian hari dapat sesuai dengan yang di harapkan. Selamat membaca dan semoga ilmu dan pengetahuan yang tertulis di makalah ini bermanfaat untuk kita semua . Amin

Tweet

Subscribe to receive free email updates: