5/14/2018 KATA PENGANTAR - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/kata-pengantar-55a8239acb666 1/13

 

KATA PENGANTAR

Rasa syukur yang dalam kami sampaikan ke hadiran Tuhan Yang Maha Pemurah,

karena berkat kemurahanNya makalah ini dapat kami selesaikan sesuai yang

diharapkan.Dalam makalah ini kami membahas tentang “IKATAN VAN DE WAALS”,

suatu ikatan ynag lemah dan tidak melibatkan pemakaine.lektron bersama ataupun pertukaran

elektron melaiankan melalaui pembentukan dipol listrik

Makalah ini dibuat dalam rangka memperdalam pemahaman masalah ikatan molekul

yang sangat diperlukan dalam memeami mata kuliah fisika zat padat.

Dalam proses pembuatan makalah ini, tentunya kami mendapatkan bimbingan, arahan,

koreksi dan saran, untuk itu rasa terima kasih kami sampaikan kepada bapak toni irawan

selaku Dosen mata kuliah fisika zat padat.

Demikian makalah ini kami buat semoga bermanfaat.

Madiun, 15

oktober 2011

5/14/2018 KATA PENGANTAR - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/kata-pengantar-55a8239acb666 2/13

 

 

BAB I

PENDAHULUAN

1.  LATAR BELAKANG

5/14/2018 KATA PENGANTAR - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/kata-pengantar-55a8239acb666 3/13

 

 

5/14/2018 KATA PENGANTAR - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/kata-pengantar-55a8239acb666 4/13

 

BAB II

PEMBAHASAN

Ikatan Van der Waals

Gaya van der Waals dalam ilmu kimia merujuk pada salah satu jenis gaya

antara molekul. Istilah ini pada awalnya merujuk pada semua jenis gaya antar

molekul, dan hingga saat ini masih kadang digunakan dalam pengertian tersebut,

tetapi saat ini lebih umum merujuk pada gaya-gaya yang timbul dari polarisasi

molekul menjadi dipol. Hal ini mencakup gaya yang timbul dari dipol tetap (gaya

Keesom), dipol rotasi atau bebas (gaya Debye) serta pergeseran distribusi awan

elektron (gaya London). Nama gaya ini diambil dari nama kimiawan Belanda

JOHANNES VAN DER WAALS, yang pertama kali mencatat jenis gaya ini.

Potensial Lennard-Jones sering digunakan sebagai model hampiran untuk gaya van

der Waals sebagai fungsi dari waktu.

Gaya yang relatif lemah yang bekerja (tarik-menarik) antarmolekul. Gaya ini sangat

lemah dibandingkan gaya antar atom (ikatan ion dan ikatan kovalen). Untuk

memutuskan gaya tersebut diperlukan energi sekitar 0,4  –  40 kJ mol-1, sedangkan

untuk ikatan kovalen diperlukan 400 kJ mol-1. Gaya Van der Waals bekerja jika  jarak

antar molekul sudah sangat dekat, tetapi tidak melibatkan terjadinya pembentukan

ikatan antar atom.

Interaksi van der Waals teramati pada gas mulia, yang amat stabil dan

cenderung tak berinteraksi. Hal ini menjelaskan sulitnya gas mulia untuk mengembun.

Tetapi, makin besar ukuran atom gas mulia (makin banyak elektronnya) makin mudah

gas tersebut berubah menjadi cairan.

KUAT

Ikatan

kovalen dan

antiikat

Ikatan sigma :3c-2e Ikatan pisang · 3c-4e (Ikatan

hidrogen, Ikatan dihidrogen, Interaksi agostik) · 4c-

2e

Ikatan pi: Pengikatan balik π · Konjugasi ·

Hiperkonjugasi · Aromatisitas · Aromatisitas logam

Ikatan delta: Ikatan rangkap empat · Ikatan rangkap

lima · Ikatan rangkap enam

5/14/2018 KATA PENGANTAR - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/kata-pengantar-55a8239acb666 5/13

 

Ikatan dipolar · Haptisitas

Ikatan ion Interaksi kation-pi · Jembatan garam

Ikatan logam Aromatisitas logam

LEMAH

Ikatan

hidrogen

Ikatan dihidrogen · Kompleks dihidrogen · Ikatan

hidrogen sawar rendah · Ikatan hidrogen simetris ·

Hidrofil

Nonkovalen

lain

Gaya van der Waals · Ikatan mekanis · Ikatan

halogen · Aurofilisitas · Interkalasi · Penumpukan ·

Gaya entropik · Polaritas kimia

LAINNYA Ikatan disulfida-ikatan peptida-ikatan fosfodiester

Gaya van der Waals dalam ilmu kimia merujuk pada jenis tertentu gaya antar

molekul. Istilah ini pada awalnya merujuk pada semua jenis gaya antar molekul, dan

hingga saat ini masih kadang digunakan dalam pengertian tersebut, tetapi saat inilebih umum merujuk pada gaya-gaya yang timbul dari polarisasi molekul menjadi

dipol. Hal ini mencakup gaya yang timbul dari dipol tetap (gaya Keesom), dipol rotasi

atau bebas (gaya Debye) serta pergeseran distribusi awan elektron (gaya London).

Gaya van der waals : gaya tarik di antara atom atau molekul, gaya ini jauh

lebih lemah dibandingkan gaya yang timbul karena ikatan valensi dan besarnya ialah

10-7 kali jarak antara atom-atom atau molekul-molekul. Gaya ini menyebabkan sifattak ideal pada gas dan menimbulkan energi kisi pada kristal molekular. Ada tiga hal

yang menyebabkan gaya ini :

Interaksi dwikutub-dwikutub, yaitu tarikan elektrostatistik di antara dua molekul

dengan moment dwikutub permanen. Interaksi dwikutub imbasan, artinya dwikutub

timbul karena adanya polarisasi oleh molekul tetangga. Gaya dispersi yang timbul

karena dwikutub kecil dan bersifat sekejap dalam atom. Ada tiga gaya antarmolekul

yang berperan dalam terjadinya gaya Van der Waals,yaitu:

5/14/2018 KATA PENGANTAR - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/kata-pengantar-55a8239acb666 6/13

 

a) Gaya Orientasi

Terjadi pada molekul-molekul yang mempunyai dipol permanen atau molekul

polar. Antaraksi antara kutub positif dengan kutub negatif yang lain akan

menimbulkan gaya tarik-menarik yang relatif lemah. Gaya ini memberi sumbanganyang sangat lemah kepada gaya van der Waals secara keseluruhan

b)  Gaya imbas

Terjadi bila terdapat molekul dengan dipol permanen berantaraksi dengan

molekul dengan dipol sesaat. Adanya molekul-molekul polar dengan dipol permanen 

akan menyebabkan imbasan dari molekul polar kepada molekul nonpolar, sehingga

elektron-elektron dari molekul nonpolar tersebut mengumpul pada salah satu sisimolekul (terdorong atau tertarik), yang menyebabkan terjadinya dipol sesaat pada

molekul nonpolar. Terjadinya dipol sesaat mengakibatkan adanya tarik-menarik antar

dipol yang menghasilkan gaya imbas. Gaya ini juga memberikan sumbangan yang

kecil terhadap keseluruhan gaya van der Waals.

c)  Gaya dispersi (gaya London)

Pertama kali dikemukakan oleh Fritz London (1928). Pada molekul nonpolar

gaya London ini terjadi akibat adanya elektron-elektron mengelilingi inti secara acak.

sehingga pada suatu saat elektron akan mengumpul pada salah satu sisi molekul.

Dipol yang terbentuk dengan cara itu disebut dipol sesaat, karena dipol itu dapat

berpindah milyaran kali dalam satu detik. Kemudahan suatu molekul untuk

membentuk dipol sesaat disebut  polarisabilitas. Makin banyak jumlah elektron,

makin mudah mengalami polarisasi, maka makin besar Mr makin kuat gaya

Londonnya, karena jumlah elektron berkaitan dengan massa molekul relatif. Zat yangmolekulnya bertarikan hanya dengan gaya London mempunyai titik leleh dan titik

didih yang rendah dibandingkan zat lain yang mempunyai Mr hampir sama. Gaya

dispersi merupakan penyumbang terbesar pada gaya Van der Waals.

5/14/2018 KATA PENGANTAR - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/kata-pengantar-55a8239acb666 7/13

 

ASAL MULA GAYA DISPERSI VAN DER WAALS

Dipol-Dipol Yang Berubah-Ubah Sementara

Dayatarik yang ada di alam bersifat elektrik. Pada molekul yang simetris seperti

hidrogen, bagaimanapun, tidak terlihat mengalami distorsi secara elektrik untuk

menghasilkan bagian positif atau bagian negatif. Akan tetapi hanya dalam bentuk

rata-rata.

Diagram dalam bentuk lonjong (the lozenge-shaped) menggambarkan molekul kecil

yang simetris  –  H2, boleh jadi, atau Br2. Tanda arsir menunjukkan tidak adanya

distorsi secara elektrik. Akan tetapi elektron terus bergerak, serta merta dan pada

suatu waktu elektron tersebut mungkin akan ditemukan di bagian ujung molekul,

membentuk ujung -. Pada ujung yang lain sementara akan kekurangan elaktron dan

menjadi +.

Catatan: (dibaca “delta”) berarti “agak” (slightly) –  karena itu + berarti “agak positif”. 

Kondisi yang terakhir elektron dapat bergerak ke ujung yang lain, membalikkan

polaritas molekul.

“Selubung lingkarang” yang konstan dari elektron pada molekul menyebabkan

fluktuasi dipol yang cepat pada molekul yang paling simetris. Hal ini terjadi pada

molekul monoatomik  –  molekul gas mulia, seperti helium, yang terdiri dari atom

tunggal. Jika kedua elektron helium berada pada salah satu sisi secara bersamaan, inti

tidak terlindungi oleh elektron sebagaimana mestinya untuk saat itu.

5/14/2018 KATA PENGANTAR - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/kata-pengantar-55a8239acb666 8/13

 

 

Dipol-Dipol Sementara Yang Bagaimana Yang Membemberikan Kenaikan

Dayaarik Antarmolekul

Bayangkan sebuah molekul yang memiliki polaritas sementara yang didekati

oleh salah satu yang terjadi menjadi termasuk non-polar hanya saat itu saja. (kejadian

yang tidak disukai, tetapi hal ini menjadikan diagram lebih mudah digambarkan! Pada

kenyataannya, satu molekul lwbih menyukai memiliki polaritas yang lebih besar

dibandingkan yang lain pada saat seperti itu  –  dan karena itu akan menjadi yangpaling dominan).

Seperti molekul yang ditemukan pada bagian kanan, elektronnya akan cenderung

untuk ditarik oleh ujung yang agak positif pada bagian sebelah kiri.

Hal ini menghasilkan dipol terinduksi pada penerimaan molekul, yang

berorientasi pada satu cara yang mana ujung + ditarik ke arah ujung – yang lain.

Pada kondisi yang terakhir elektron pada bagian kiri molekul dapat bergerak ke ujung

yg lain. Pada saat terjadi hal ini, meraka akan menolak elektron pada bagian kanan

yang satunya.

5/14/2018 KATA PENGANTAR - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/kata-pengantar-55a8239acb666 9/13

 

Polaritas kedua molekul adalah berkebalikan, tetapi kamu masih memiliki yang +

tertarik -. Selama molekul saling menutup satu sama lain polaritas akan terus

berfluktuasi pada kondisi yang selaras karena itu dayatarik akan selalu terpelihara.

Tidak ada alasan kenapa hal ini dibatasi pada dua molekul. Selama molekul

saling mendekat pergerakan elektron yang selaras dapat terjadi pada molekul yang

berjumlah sangat banyak.

Diagram ini menunjukkan bagaimana cacat secara keseluruhan dari molekul yang

berikatan secara bersamaan pada suatu padatan dengan menggunakan gaya van der

Waals. Pada kondisi yang terakhir, tentunya, kamu akan menggambarkan susunan

yang sedikit berbeda selama meraka terus berubah – tetapi tetap selaras.

Apakah Dayatarik Antarmolekul Itu?

Dayatarik antarmolekul adalah dayatarik yang terjadi antara suatu molekul dan

molekul tetangganya. Gaya tarik yang mengikat molekul secara tersendiri (sebagai

contoh, ikatan kovalen) dikenal dengan dayatarik intramolekul. Dua kata tersebut

membingungkan yang mana untuk lebih amannya membuang salah satu diantaranya

dan tidak digunakan lagi. Istilah “intramolekul” tidak akan digunakan lagi pada

bagian ini.

Semua molekul mengalami dayatarik antarmolekul, meskipun pada beberapa

kasus dayatarik yang terjadi sangatlah lemah. Pada gas seperti hidrogen, H2. Jika

kamu memperlambat gerak molekul melalui pendinginan, dayatarik cukup besar bagi

molekul untuk tetap bersama sampai pada akhirnya membentuk cairan dan kemudian

padatan.

Pada kasus hidrogen dayatarik sangat lemah yang mana molekulmembutuhkan pendinginan sampai 21 K (-252°C) sebelum dayatarik cukup kuat

5/14/2018 KATA PENGANTAR - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/kata-pengantar-55a8239acb666 10/13

 

untuk mengkondensasi hidrogen menjadi cairan. Dayatarik antarmolekul yang

dimiliki oleh helium lebih lemah  –  molekul tidak ingin tetap bersama untuk

membentuk cairan sampai temperatur menurun sampai 4 K (-269°C).

GAYA VAN DER WAALS: GAYA DISPERSION

Gaya dispersi (salah satu tipe dari gaya van der Waals adalah yang kita setujui

  pada halaman ini) yang juga dikenal dengan “gaya London” (dinamakan demikian

setelah Fritz London mengusulkan untuk pertama kalinya).

Kekuatan Gaya Dispersi

Gaya dispersi antara molekul-molekul adalah lebih lemah dibandingkan

dengan ikatan kovalen diantara molekul. Hal ini tidak memungkinkan untuk

memberikan harga yang eksak, karena ukuran dayatarik bervariasi sekali dengan

ukuran dan bentuk molekul.

Seberapa jauh ukuran molekul memperngaruhi kekuatan ikatan daya dispersi

Titik didih gas mulia adalah

helium -269°C

neon-246°C

Argon

-186°C

kripton -152°C

Xenon-108°C

radon-62°C

Semua unsur tersebut berada pada molekul monoatomik.

5/14/2018 KATA PENGANTAR - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/kata-pengantar-55a8239acb666 11/13

 

 

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 kamu miliki, dan lebih menjauh

sejauh mungkin, yang paling besar memungkikan 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 pada

temperatur yang lebih rendah dibandingkan molekul xenon  –  karena itu neon

memiliki titik didih yang lebih rendah.

Hal ini adalah suatu alasan (semua yang lainnya sebanding) molekul yang

lebih besar memiliki lebih banyak elektron dan lebih menjauh dari dipol sementarayang dapat dihasilkan – dan karena itu molekul yang lebih besar lebih melekat.

Seberapa Jauh Bentuk Molekul Mempengaruhi Kekuatan Gaya Dispersi

Ukuran molekul juga begitu. Molekul yang panjang kurus dapat menghasilkan

dipol sementara yang lebih besar berdasarkan pada pergerakan elektronnya

dibandingkan molekul pendek gemuk yang mengandung jumlah elektron yang sama.

Molekul yang panjang kurus juga dapat lebih dekat satu sama lain – dayatarik meraka

lebih efektif jika molekul-molekulnya benar-benar tertutup.

Sebagai contoh, molekul hidrokarbon butana dan 2-metilpropan keduanya

memiliki rumus molekul C4H10, tetapi atom-atom disusun berbeda. Pada butana

atom karbon disusun pada rantai tunggal, tetapi 2-metilpropan memiliki rantai yang

lebih pendek dengan sebuah cabang.

5/14/2018 KATA PENGANTAR - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/kata-pengantar-55a8239acb666 12/13

 

 

Butana memiliki titik didih yang lebih tinggi karena gaya dispersinya lebih

besar. Molekul yang lebih panjang (dan juga menghasilkan dipol sementara yang

lebih besar) dapat lebih berdekatan dibandingkan molekul yang lebih pendek dan

lebih gemuk 2-metilpropan.

GAYA VAN DER WAALS: INTERAKSI DIPOL-DIPOL

Molekul seperti HCl memiliki dipol permanen karena klor lebih elektronegatif 

dibandingkan hidrogen. Kondisi permanen ini, pada saat pembentukan dipol akan

menyebabkan molekul saling tarik menarik satu sama lain lebih dari yang meraka bisa

lakukan jika hanya menyandarkan pada gaya dispersi saja.

Hal ini sangat penting untuk merealisasikan bahwa semua molekul mengalami

gaya dispersi. Interaksi dipol-dipol bukan suatu alternatif gaya dispersi  –  

penjumlahannya. Molekul yang memiliki dipol 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 kamu membandingkan dua

atom dengan jumlah elektron yang sama dan ukuran yang sama pula. Sebagai contoh,

titik didih etana, CH3CH3, dan fluorometana, CH3F adalah:

5/14/2018 KATA PENGANTAR - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/kata-pengantar-55a8239acb666 13/13

 

Kenapa dipilih dua molekul tersebut untuk dibandingkan? Keduanya memiliki

 jumlah elektron yang identik, dan jika kamu membuat model kamu akan menemukan

bahwa ukurannya hampir sama  –  seperti yang kamu lihar 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 pada molekul, titik

didih hanya meningkat kira-kira 10°.

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 dayatarik dipol-dipol lebih kuat

antara satu molekul dengan tetangganya.

Dilain pihak, tetraklorometan, CCl4, adalah non polar. Bagian luar molekul

tidak seragam - in pada semua arah. CCl4 hanya bergantung pada gaya dispersi

Karena itu manakah yang memiliki titik didih yang lebih tinggi? CCl4 tentunya,

karena CCl4 molekulnya lebih besar dengan lebih banyak elektron. Kenaikan gaya

dispersi lebih dari sekedar menggantikan untuk kehilangan interaksi dipol-dipol.