GAYA VAN DER WAALS

Gaya Van der waals adalah gaya tarik listrik yang terjadi antara partikel-partikel yang memiliki muatan. Partikel-partikel dimaksud dapat berupa ion, molekul dipol permanen atau dipol terinduksi. Gaya Van der waals dapat terjadi antara partikel yang sama atau berbeda. Gaya ini terjadi karena adanya sifat kepolaran partikel tersebut. Semakin kecil kepolarannya, semakin kecil pula gaya van der waals-nya.

Kepolaran partikel dapat bersifat permanen atau bersifat tidak permanen. Kepolaran permanen terjadi akibat kepolaran ikatan dalam molekulnya, sedangkan kepolaran tidak permanen karena terinduksi oleh partikel bermuatan, sehingga molekul bersifat polar sesaat secara spontan.

Berdasarkan sifat kepolaran partikelnya, gaya van der waals dikelompokkan menjadi:

1.     Antaraksi Ion-Dipol (molekul polar)

Partikel yang berbeda dapat saling berikatan atau tarik menarik bila yang pertama adalah ion dan yang lain berupa molekul polar atau dipol.

H⁺ + H₂O        H₃O⁺

Na⁺ + nH₂O          Na(OH₂)⁺n

2.     Antaraksi 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, maka akan saling tolak menolak. Contoh pada molekul HF. Ikatan hidrogen termasuk pada antaraksi jenis ini.

Antaraksi dipole-dipol antara molekul yang berbeda merupakan factor yang menentukan kelarutan zat dalam pelarut. Antaraksi ini menimbulkan senyawa polar dapat larut dalam pelarut polar. Contohnya alkohol dalam air atau sebaliknya air dalam alkohol.

Air dan alkohol adalah senyawa polar yang dapat saling melarutkan. Kutub-kutub kedua senyawa tersebut dapat saling berinteraksi.

Gaya Dipol-Dipol merupakan gaya antar molekul yang terjadi ketika molekul polar saling tarik-menarik. Molekul polar memiliki sebaran elektron yang tidak merata dikarenakan perbedaan keelektronegatifannya yang besar.

Perbedaan keelektronegatifan ini menyebabkan suatu atom terbagi menjadi dua muatan (dipol), satu ujung memiliki muatan parsial positif (+) dan lainnya bermuatan parsial negatif (-). Terdapat kecendrungan bahwa ujung positif akan berdekatan dengan ujung negatif atom lain didekatnya dan pada akhirnya saling tarik-menarik.

Gaya Dipol-Dipol juga mungkin terjadi antara molekul non-polar.

3.     Antaraksi Ion-Dipol Terinduksi

Antaraksi ion dipol terinduksi adalah antaraksi ion dengan molekul dipol yang terinduksi. Antaraksi ini diawali dengan molekul netral menjadi dipol akibat terinduksi oleh partikel bermuatan yang berada didekatnya. Partikel penginduksi dapat berupa ion atau dipol lain.

Induksi yang diakibatkan oleh ion lebih besar dibanding oleh dipol. Hal ini karena ion bermuatan lebih besar dibanding dipol. Jika induksi  disebabkan oleh ion, maka terjadi antaraksi ion tersebut dengan molekul dipol yang terinduksi sehingga disebut antaraksi ion dipol terinduksi. Ikatan ini relative kecil daripada dipol permanen. Contohnya adalah:

I-  
+ I₂I₃

Hg²⁺ + Hg Hg₂²⁺

4.     Antaraksi Dipol-Dipol Terinduksi

Molekul dipol dapat membuat molekul netral berubah menjadi bersifat dipol terinduksi. Sehingga terjadi antaraksi dipol-dipol terinduksi. Ikatan ini cukup lemah, sehingga prosesnya berlangsung lambat. Contohnya adalah metana dan kripton dalam air.

nH₂O + Kr             Kr(H₂O)n  

                   nH₂O+ CH₄              CH₄(H₂O)n

Gaya Dipol-Non Dipol ( Gaya Dipol-Dipol Terinduksi)

Yaitu jika suatu molekul polar berdekatan dengan molekul nonpolar, molekul polar dapat menginduksi molekul nonpolar. Akibatnya, molekul tersebut jadi memiliki dipol terinduksi.

Contoh gaya dipol-dipol terinduksi terjadi pada interaksi antara air (H₂O) dan gas oksigen (O₂).

5.     Antaraksi Dipol Terinduksi-Dipol Terinduksi

Pasangan elektron suatu molekul, baik bebas maupun yang terikat, selalu bergerak mengelilingi inti. Karena electron ini bermuatan listrik, maka dapat mempengaruhi molekul tetangganya. Akibatnya, molekul tetangga menjadi polar terinduksi sesaat. Molekul ini kemudian dapat pula menginduksi molekul tetangga lainnya, sehingga terbentuk molekul-molekul dipol sesaat. Akhirnya, terjadi antaraksi dipol terinduksi - dipol terinduksi. Antaraksi ini disebut juga gaya London.

Gaya London lebih kepada molekul-molekul non polar dalam wujud cair dan padat seperti N₂ padat atau cair. Dalam keadaan padat, molekulnya rapat dan gaya London kuat sehingga molekul berkumpul bersama. Gaya London dapat pula terjadi antara molekul yang berbeda seperti CH₄, C₂H₆, C₃H₆ dan C₄H₁₀. Keempat senyawa ini dapat bercampur bila dicairkan.

Gaya London ini dipengaruhi oleh dua faktor, yaitu:

·      Jumlah elektron dalam atom atau molekul

Makin banyak elektron yang dipunyai molekul makin besar gaya londonnya.  

·      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.

Macam-macam Gaya Tarik Menarik.

Terdapat 3 jenis gaya tarik menarik antar molekul, yaitu:

1. Gaya London.

Gaya London adalah gaya tarik lemah yang disebabkan oleh adanya dipol imbasan sesaat. Elektron pada suatu atom mengalami pergerakan dalam orbital. Pergerakan atau perpindahan elektron pada suatu atom dapat mengakibatkan tidak meratanya kepadatan elektron pada atom, sehingga atom tersebut mempunyai satu sisi dipol dengan muatan lebih negatif dibandingkan sisi yang lain. Pergerakan ini menimbulkan dipol sesaat. Adanya dipol sesaat menyebabkan molekul yang bersifat non-polar menjadi bersifat agak polar.

Dipol sesaat pada suatu atom dapat mengimbas atom yang berada di sekitarnya sehingga terjadilah dipol terimbas yang menyebabkan gaya tarik-menarik antara dipol sesaat dengan dipol terimbas. Gaya ini yang disebut sebagai Gaya London.

2. Gaya Tarik Dipol-dipol.

Gaya Dipol-dipol Dalam ilmu kimia merujuk pada salah satu jenis gaya antara molekul. Istilah ini pada awalnya merujuk pada semua jenis gaya antar molekul, tetapi saat ini lebih umum merujuk pada gaya-gaya yang timbul dari polarisasi molekul menjadi dipol.

Ikatan dipol-dipol adalah gaya tarik menarik antara 2 muatan yang berlawanan yang saling bersebelahan. gaya tarik dipol- dipol lebih kuat dibandingkan dengan gaya dispersi (gaya london), sehingga zat polar cenderung mempunyai titik didih lebih tinggi dibandingkan zat nonpolar yang masa molekulnya kira kira sama.

Hubungan gaya dipol – dipol dengan sifat fisik suatu senyawa. Semakin rendah gaya tarik dipol-dipol antar molekul , maka titik didih maupun titik leleh senyawa tersebut akan semakin tinggi. Kenyataan ini menyatakan bahwa gaya tarik dipol-dipol bukan merupakan faktor utama penentu besarnya titik leleh maupun titik didih suatu senyawa. Gaya dipol-dipol merupakan gaya yang bekerja antara molekul – molekul polar, yaitu antara molekul yang memiliki momen dipol. Semakin besar momen dipolnya, maka semakin kuat gayanya.

Gabungan kedua gaya ini disebut sebagai Gaya Van der Walls. Gabungan dua gaya tarik-menarik, yaitu Gaya London dan gaya tarik dipol-dipol disebut sebagai Gaya Van der Waals.

3. Ikatan Hidrogen.

Sejenis gaya tarik antar molekul yang terjadi antara dua muatan listrik parsial dengan polaritas yang berlawanan.

Mekanisme terjadinya Ikatan Hidrogen

Ikatan hidrogen terjadi ketika sebuah molekul memiliki atom F,O atau N yang mempunyai pasangan elektron bebas (Ione pair electron).

Hidrogen dari molekul lain akan berinteraksi dengan pasangan elektron bebas ini membentuk suatu ikatan hidrogen. Kekuatan hidrogen ini dipengaruhi oelh perbedaan elektronegativitas antara atom-atom dalam olekul tersebut. Semakin besar perbedaannya, smekain besar ikatan hidrogen yang terbentuk. Ikatan hidrogen mempengaruhi titik didih suatu sneyawa. Semakin besar ikatan hidrogennya, semakin tinggi titik didihnya.

Pengaruh Gaya Antar Molekul terhadap Sifat Fisis Senyawa

Gaya tarik-menarik antara muatan positif dari dipol yang satu dengan muatan negatif dari dipol yang lain akan menentukan sifat fisis molekul, seperti titik didih dan titik beku. Gaya tarik-menarik juga menentukan bagaimana wujud suatu molekul, apakah berupa padatan, cair atau uap. Gaya tarik-menarik yang besar antaratom memungkinkan molekul pada suhu tertentu berbentuk padatan. Pada keadaan gas, molekul berdiri sendiri dan tidak ada gaya tarik-menarik antarmolekul. Pada keadaan cair, akan dibutuhkan lebih sedikit gaya tarik-menarik antarmolekul dibandingkan keadaan padatnya.

Perubahan bentuk molekul padatan menjadi cair memerlukan energi yang besar untuk mengimbangi gaya tarik-menarik tersebut. Energi ini ditunjukkan dengan titik cair (titik leleh) molekul. Begitu pula untuk menguapkan molekul yang berupa cairan, diperlukan energi yang ditunjukkan dengan titik didih. Maka, apabila gaya tarik antarmolekul besar, semakin besar pula titik didihnya. Titik beku menunjukkan besarnya energi yang dibutuhkan molekul untuk berikatan. Besarnya titik beku sebanding dengan gaya yang terjadi antar molekulnya.

Semoga Bermanfaat:)

Sumber:

https://prezi.com/l2bzugyk2ied/gaya-tarik-dipol-dipol-dan-gaya-tarik-dipol-non-dipol/

https://ardra.biz/sain-teknologi/ilmu-kimia/gaya-van-der-waals/

http://web.unair.ac.id/admin/file/f_12438_GAYAVANDERWAALS1.pdf

http://www.astalog.com/5404/apakah-yang-diaksud-dengan-ikatan-dipol.htm