GAYA ANTAR MOLEKUL

      Berdasarkan kepolaran partikelnya gaya van der Waals dibagi menjadi:

1.            Interaksi ion-dipol (ionik dengan molekul polar)

2.            Interaksi dipol-dipol (Gaya orientasi)

3.            Interaksi ion-dipol terinduksi  (ionik dengan molekul non polar)

4.            Interaksi dipol-dipol terinduksi (Gaya imbas)

 Ikatan Kimia dibedakan:

1. Ikatan antar atom (Ikatan Intramolekul) Terjadi dalam molekul, menyatukan atom-atom dalam molekul.
2. Ikatan antar molekul / Gaya antar molekul (Ikatan Intermolekul) Terjadi antara molekul, mempengaruhi sifat fisik zat.

 Ikatan Kimia dibedakan :

1. Ikatan antar atom dalam satu molekul

1. Ikatan ion

Terjadi karena ikatan antara ion positif dengan ion negatif.

Atom logam melepas elektron (ion positif)

Atom non logam menangkap elektron (membentuk ion negatif)

2. Ikatan kovalen

Ikatan kovalen terjadi karena pemakaian pasangan elektron bersama

Jenis ikatan kovelan berdasar pasangan elektron ikatannya

ü  Ikatan kovalen tunggal

ü  Ikatan kovalen rangkap 2

ü  Ikatan kovalen rangkap 3

ü  Ikatan kovalen koordinasi

Jenis ikatan kovalen berdasar kepolaran (ada perbedaan muatan tau perbedaan lektronegatifan)

ü  Kovalen polar  (PEI lebih tertarik ke satu atom)

ü  Kovalen non polar (PEItertarik sama kuat ke dua atom)

 

Contoh ikatan kovalen non polar : O = O , H – H , F – F dan lain lain

Contoh ikatan kovalen polar : H – O , H – Cl , C – Cl dan lain lain

 

Kepolaran dapat ditinjau dari :

a.       Ikatan antar atomnya

b.      molekulnya

 

2. Ikatan antar molekul / Gaya antar  Molekul

Secara umum terdapat tiga buah gaya intermolekul:

A.   Gaya intermolekul pada molekul polar

a)   Interaksi dipol-dipol (interaksi antara molekul polar dengan molekul polar)

                       Contoh: HCl – HCl ; HCl – NH₃ , HCl – H₂O

                 b)   Ikatan hydrogen (interaksi antara molekul sangat polar dengan molekul sangat polar)

                        Ikatan kovalen sangat polar adalah antara atom H dengan atom F , O atau N

                         Atom F , O dan N adalah atom yang sangat elektronegatif.

                         Contoh: H₂O – H₂O ; NH₃ – NH₃ ; HF – HF

                  c)   Interaksi dipol – dipol terinduksi (interaksi antara molekul polar dengan molekul non polar)

                        Contoh : H₂O – CO₂  ;  HCl – O₂ ; H₂O – N₂

 

 B. Gaya intermolekul yang bersifat non polar (Gaya London atau gaya dispersi)

      Contoh : O₂ – O₂ ; CO₂ – O₂ ;  H₂ – O₂

 

C. Interaksi ion – dipol  (NaCl – H₂O ; KOH – HCl dan lain lain)

Ciri molekul polar ü  Geometri molekul tidak simetris ü  Atom pusat umumnya memiliki PEB ü  Tarikan PEI tidak saling meniadakan ü  Memiliki momen dipol > 0  Contoh : H2O , HCl , CH3COOH , NH3 , PCl3 ,  CH3Cl , CH2Cl dan lainnya

Ciri molekul non polar ü  Geometri molekul simetris ü  Atom pusat umumnya tidak memiliki PEB ü  Tarikan PEI  saling meniadakan ü  Memiliki momen dipol = 0  Contoh : H2 , O2 , N2 , F2 , Cl2  CO­2, CH4 , C2H4 ,  BF3 , PCl5 dan lainnya

Momen Dipol (μ)

·  Momen dipol adalah ukuran polaritas suatu ikatan atau molekul.

·    Timbul karena adanya perbedaan keelektronegatifan antar atom yang berikatan 

       → menyebabkan distribusi elektron tidak merata.

·    Secara vektor, momen dipol ditentukan oleh:

$$\mathrm{ \; \mu }= \mathrm{Q }\times \mathrm{r }$$

dengan:

Q = besarnya muatan parsial (Coulomb)

r = jarak antar muatan (m)

·  Satuan: Debye (D)
1 D = $3.33564 \times 10^{-30}$3.33564×10−30 C·m

·  Aturan penting:

Jika momen dipol total ≠ 0 → molekul polar

 Jika momen dipol total = 0 → molekul nonpolar

Molekul HCl bersifat polar karena PEI lebih tertarik ke atom Cl sebab atom Cl lebih elektronegatif sehingga terbentuk dipol.

gaya antar molekul  CO₂ Gaya London  

    

             

Jenis pasangan elektron pada molekul O3 :   ü Satu kovalen rangkap dua ü Satu kovalen koordinasi dari atom pusat ü Vektor dipol tidak saling meniadakan à molekul polar

Diagram perbandingan molekul H₂O (polar) dan CO₂ (nonpolar) dengan arah momen dipolnya 

· H₂O: vektor dipol tidak saling meniadakan → molekul polar.

· CO₂: vektor dipol saling meniadakan karena bentuk linear → molekul nonpolar.

Perbandingan utama:

Molekul	Bentuk	Distribusi substituen	Resultan dipol	Sifat
CCl₄	Tetrahedral	4 atom Cl identik	Saling hapus	Nonpolar
CH₃Cl	Tetrahedral	3 H + 1 Cl	Tidak hapus	Polar

  Molekul Polar

·  Definisi: Molekul polar adalah molekul yang memiliki momen dipol total ≠ 0.

·  Terjadi jika distribusi elektron tidak merata → satu ujung molekul bermuatan parsial negatif (δ–) dan ujung lain bermuatan parsial positif (δ+).

·  Penyebab utama:

1.      Perbedaan elektronegativitas antar atom (misalnya H–Cl, O–H).

2.      Bentuk molekul asimetris → momen dipol ikatan tidak saling meniadakan.   

      Contoh molekul polar:

·  H₂O → bentuk bengkok, momen dipol tidak hilang.

·   NH₃ → bentuk piramida trigonal, ada polaritas bersih.

·  CH₃Cl → C–Cl polar, distribusi tidak simetris.

---

📌      Molekul Nonpolar

· Definisi: Molekul nonpolar adalah molekul yang memiliki momen dipol total = 0.

· Bisa terjadi karena:

1. Atom-atom yang berikatan sama → tidak ada perbedaan elektronegativitas (misalnya O₂, N₂).

2.  Ada ikatan polar, tapi bentuk molekulnya simetris sehingga vektor momen dipol saling meniadakan.

👉 Contoh molekul nonpolar:

·  CO₂ → linear, dua ikatan C=O saling meniadakan.

·  CCl₄ → tetrahedral simetris, momen dipol ikatan C–Cl hilang total.

·  BF₃ → trigonal planar, semua B–F sama kuat dan simetris.

 Ringkasannya:
Momen dipol muncul akibat distribusi elektron tidak merata dalam ikatan/molekul. Besarnya dipengaruhi oleh perbedaan elektronegativitas dan geometri molekul.

Molekul	μ (Debye)	Kenapa (inti)
XeF₂	0.00 D (≈0)	Molekul linear (F–Xe–F).  Dua dipol Xe–F berlawanan arah sehingga saling meniadakan  → μ ≈ 0.
XeF₄	0.00 D (≈0)	Geometri square-planar (simetri tinggi)  → vektor-vektor dipol Xe–F saling membatalkan  → μ ≈ 0.
CH₂Cl₂ (dichloromethane)	≈ 1.60 D	Tetrahedral di C, namun dua Cl tidak simetris terhadap H sehingga resultan dipol tidak nol  → μ ≈ 1.6 D.
CHCl₃ (chloroform)	≈ 1.04 – 1.15 D  (umumnya 1.15 D)	Tetrahedral   dengan tiga Cl + 1 H → vektor-dipol tidak sepenuhnya saling meniadakan  → μ ≈ 1.15 D.
CH₃Cl (chloromethane)	≈ 1.87 D	Tetrahedral;   satu substituen Cl menarik elektron cukup kuat dan jarak C–Cl relatif besar  → resultan μ ≈ 1.87 D.

📌 5 Contoh Molekul dan Nilai Momen Dipolnya

1.      H₂O (air)

o    Bentuk: bengkok (bent)

o    Momen dipol: 1.85 D

o    Sangat polar, penyebab kelarutan tinggi dan sifat anomali air.

2.      NH₃ (amonia)

o    Bentuk: piramida trigonal

o    Momen dipol: 1.47 D

o    Polaritas sedang, dapat membentuk ikatan hidrogen.

3.      HF (hidrogen fluorida)

o    Bentuk: linear

o    Momen dipol: 1.82 D

o    Ikatan H–F sangat polar karena perbedaan elektronegativitas besar.

4.      CO (karbon monoksida)

o    Bentuk: linear

o    Momen dipol: 0.11 D

o    Hampir nonpolar, tetapi ada sedikit dipol karena distribusi elektron asimetris.

5.      CH₃Cl (klorometana)

o    Bentuk: tetrahedral

o    Momen dipol: 1.90 D

o    Polar karena adanya perbedaan besar antara C–Cl.

Gaya Van Der Waals

Kejadian ini disebabkan adanya gaya tarik-menarik antara inti atom dengan
elektron atom lain yang disebut gaya tarik menarik elektrostatis (gaya coulomb).
Umumnya terdapat pada senyawa polar.

Untuk molekul non polar, gaya Van der waals timbul karena adanya dipol-dipol sesaat atau gaya London.

Gaya Van der Waals bekerja bila jarak antar-molekul sudah sangat dekat, tetapi tidak melibatkan terjadinya pembentukan ikatan antar atom. Misalnya, pada paya Van Der Waals merupakan salah satu jenis gaya tarik menarik diantara molekul. Gaya ini timbul dari gaya London dan gaya antardipol-dipol.
Jadi, gaya Van Der Waals dapat terjadi pada molekul nonpolar maupun molekul polar.
Gaya ini diusulkan pertama kalinya oleh Johannes Van der Waals (1837-1923). Konsep gaya tarik antar molekul ini digunakan untuk menurunkan persamaan tentang zat-zat yang berada  suhu -160°C molekul Cl2 akan mengkristal dalam lapisan tipis, dan gaya yang bekerja untuk menahan lapisan-lapisan tersebut adalah gaya Van der Waals. Paling sedikit terdapat tiga gaya antarmolekul yang berperan dalam terjadinya gaya Van der Waals, yaitu gaya orientasi, gaya imbas, dan gaya dispersi.

a. Gaya orientasi/Gaya dipol-dipol

Gaya orientasi terjadi pada molekul-molekul yang mempunyai dipol permanen atau molekul polar. Antar aksi antara kutub positif dari satu molekul dengan kutub negatif dari molekul yang lain akan menimbulkan gaya tarik menarik yang relatif lemah. Gaya ini memberi sumbangan yang relatif kecil terhadap gaya Van der Waals secara keseluruhan

                        Gambar 1. Gaya dipol dipol

Kekuatan gaya orientasi ini akan semakin besar bila molekul-molekul tersebut mengalami penataan dengan ujung positif suatu molekul mengarah ke ujung negatif dari molekul yang lain.

b. Gaya imbas/Gaya dipol-dipol terinduksi

Gaya imbas terjadi bila terdapat molekul yang dipol permanen berinteraksi dengan molekul dipol sesaat dengan dipol permanen. Adanya molekul-molekul polar akan menyebabkanimbasan dari kutub molekul polar kepada molekul nonpolar, sehingga elektron-elektron dari molekul nonpolar tersebut mengumpul pada salah satu sisi molekul (terdorong atau tertarik), yang menimbulkan terjadinya dipol sesaat pada molekul nonpolar tersebut Terjadinya dipol sesaat akan berakibat adanya gaya tarik-menarik antardipol

tersebut yang menghasilkan gaya imbas. Gaya imbas juga memberikan andil yang kecil terhadap keseluruhan gaya Van der Waals.

                                 Gambar 2. Gaya dipol-dipol terinduksi

Jarak antar molekul yang berjauhan mengakibatkan molekul nonpolar (Cl2) belum terjadi imbas, tetapi bila sudah dekat akan terjadi imbasan. Molekul polar (H2O) mempunyai dipol permanen. Akibat terimbas, molekul nonpolar (Cl2) akan menjadi dipol permanen 2. Gaya London/Gaya Dispersi/Gaya Tari Menarik dipol Sesaat-dipol Terimbas

Gaya London adalah gaya tarik menarik yang sifatnya lemah antara atom atau molekul yang timbul dari pergerakan elektron yang acak disekitar atom-atom. Karena elektron bergerak secara acak disekitar inti atom, maka suatu saat terjadi ketidakseimbangan muatan didalam atom. Akibatnya terbentuk dipol sesaat.

Dipol-dipol yang berlawanan arah ini saling berikatan walau sifatnya lemah. Adanya gaya-gaya ini terutama terdapat pada molekul-molekul nonpolar yang dikemukakan pertama kalinya oleh Fritz London.

Perhatikan Gambar 3, setiap atom helium mempunyai sepasang elektron. Apabila pasangan elektron tersebut dalam peredarannya berada pada bagian kiri atom, maka bagian kiri atom tersebut menjadi lebih negatif terhadap bagian kanan yang lebih positif. Akan tetapi karena pasangan elektron selalu

beredar maka dipol tadi tidak tetap, selalu berpindah-pindah (bersifat sesaat).

Polarisasi pada satu molekl akan mempengaruhi molekul tetangganya, Antara dipol-dipol sesaat tersebut terdapat suatu gaya tarik menarik yang mempersatukan molekul-molekul nonpolar dalam zat cair atau zat padat.

Berdasarkan gambar di atas dapat dijelaskan sebagai berikut.

1. Molekul nonpolar mempunyai sebaran muatan lautan electron setimbang dan simetris dalam keadaan normal, electron terdistribusi merata dalam molekul.
2. Pada waktu-waktu tertentu (sesaat) dapat terjadi pengutuban atau pembentukan dipol yang disebut dipol sesaat.
3. Sisi bermuatan parsial negatif dari dipol sesaat akan mempengaruhi kerapatan elektron molekul terdekat sehingga membentuk dipol, hal ini memungkinkan dua molekul membentuk ikatan yang disebut Gaya London .
4. Gaya tarik-menarik ini hanya berlangsung sesaat, dikarenakan dipol sesaat dan terimbas muncul mengikuti fluktuasi elektron.

      Interaksi dipol sesaat - dipol terindukasi (Gaya London)

     

 Perbedaan Gaya London dengan Ikatan Hidrogen dan Gaya Dipole-Dipole

Jenis Ikatan	Deskripsi	Contoh Zat
Gaya London	Terjadi karena dipol sesaat, lemah, umum pada zat nonpolar.	Gas mulia, hidrokarbon
Ikatan Hidrogen	Terjadi antara atom H yang terikat pada atom elektronegatif (O, N, F) dengan atom elektronegatif lain, kuat.	Air, amonia, HF, alkohol C2H5OH dll
Gaya Dipole-Dipole	Terjadi antara molekul polar	HCl, H2S,  CH3Cl

 

     Interaksi Ion Ion 

     
                 Heksana                                  

Heksana	2,3-dimetilbutana
Kedua molekul tersebut memiliki rumus kimia C6H14 (masa molar sama) Ukuran permukaan heksana > 2,3-dimetilbutana Heksana memiliki permukaan yang berikatan lebih banyak Gaya antar molekul heksana lebih kuat Titik didih heksana lebih tinggi

3. Ikatan Hidrogen

Antara molekul-molekul yang sangat polar dan mengandung atom hidrogen

terjadi ikatan hidrogen. Titik didih senyawa “hidrida” dari unsur-unsur golongan A,

VA, VIA, dan VIIA, diberikan pada gambar berikut.

Gambar 5. Titik didih senyawa hidrida dari unsur-unsur golongan IVA, VA, VIA, dan VIIA.

(Sumber: Chemistry,The Molecular Nature of Matter and Change, Martin S.

Silberberg.2000)

 

Kepolaran dapat ditinjau dari : ü Ikatan antar atomnya ü Bentuk Molekulnya  Ikatan antar atom C dan H : kovalen polar Molekul CH4   : molekul non polar Tarikan PEI saling meniadakan. Momen dipol = 0

   

Molekul CO₂ 

      O = C = O

• Ikatan antar atom C dan O : kovaeln polar, Karena PEI lebih tertarik ke atom O

• Molekul CO₂ merupakan molekul non polar karena tarikan PEI saling meniadakan, dan bentuk molekuk simetris

 Ikatan kovalen non polar disebabkan PEI tertarik sama kuat kedua atom

 Ikatan kovalen polar disebabkan PEI tertarik kesalah satu atom (terjadi antara atom yang memiliki perbedaan elektronegatifan)

Soal latihan :

Tentukan yang merupakan ikatan hidrogen dari huruf  A . B , C , D , E dan F

Rangkuman

1. Interaksi antara atom - atom dalam senyawa atau kumpulan molekul dalam enyawa yang mengalami gaya tarik menarik disebut gaya antarmolekul. Gaya ntarmolekul berkaitan erat dengan sifat fisik zat yang bersangkutan.
2. Interaksi pada senyawa senyawa kimia dibedakan antara interaksi intramolekul dan antar molekul.
3. Interaksi intra molekul terjadi pada sebuah atom dengan atom yang lain yang mengalami gaya tarik menarik untuk membentuk molekul yang disebut dengan ikatan kimia.
4. Interaksi antar molekul adalah interaksi kimia yang terjadi antara atom dalam suatu molekul dengan molekul yang lain dengan mengalami gaya tarik menarik.
5. Gaya antar molekul berdasarkan kekuatan dari yang terlemah hingga yang terkuat sebagai berikut:

• Gaya Van der Waals merupakan interaksi antar molekul yang sangat lemah. Gaya Van der Waals pada awal abad XX, dikemukakan oleh Johannes Diderik Van der Waals. Gaya ini dibagi dua yaitu gaya london dan gaya tarik dipol.
• Gaya London, merupakan gaya tarik menarik antar molekul nonpolar akibat adanya dipol terimbas yang ditmbulkan oleh perpindahan elektron dari satu orbital ke orbital yang lain membentuk dipol sesaat. Jenis gaya ini umumnya terjadi di antara molekul - molekul kovalen nonpolar.