BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Suatu molekul dapat bersifat polar dan nonpolar yang

dapat di tentukan dengan harga momen dipolnya.Momen dipol

merupakan suatu besaran yang di gunakan untuk menentukan

kepolaran suatu molekul. Dimana jika momen dipol yang di

hasilkan lebih besar dari 0 maka molekul tersebut semakin

polar dan jika momen dipol yang di hasilkan samadengan 0

maka molekul tersebut bersifat nonpolar. Adanya perbedaan

keelektronegatifan Antara dua atom yang memebentuk ikatan

kovalen menyebabkan atom yang lebih elektropositif

kekurangan rapatan electron, sebaliknya atom yang lebih

elektropositif kelebihan rapatan electron. Akibatnya pada

atom yang lebih elektropositif terjadi muatan parsial

positif sedangkan pada atom yang lebih elektronegatif

terjadi muatan parsial negative. Adanya perbedaan muatan

parsial ini menyebabkan timbulnya momen ikatan yang arahnya

dari atom dengan muatan parsial positif ke atom dengan

muatan parsial negative. Sedangkan efek induktif merupakan

kemampuan suatu gugus untuk mendorong ataupun menarik

electron. Semakin jauh letak gugus atau atom yang memiliki

efek induksi, makin kecil pengaruhnya terhadap kepolaran

suatu ikatan.Momen dipol dan efek induktif dapat di gunakan

untuk menentukan kepolaran suatu molekul. Oleh karena itu

untuk lebih memahami tantang momen dipol dan efek induktif

kami menulis makalah yang berjudul “MOMEN DIPOL & EFEK

INDUKTIF”.

1.2 RUMUSAN MASALAH

1. Apa pengertian dipol dan momen dipol serta cara

menentukan nilai dari momen dipol?

2. Apa pengertian dari efek induktif dan pngaruhnya terhadap

kepolaran suatu molekul?

3. Apa hubungan antara momen dipol dan efek induktif?

1.3 TUJUAN PENULISAN

1. Mengetahui pengertian dipol dan momen dipol serta

memahami cara menentukan momen dipol dengan menggunakan

persamaan yang ada.

2. Mengetahui pengertian efek induktif serta memahami

pengaruh dari efek induktif terhadap kepolaran suatu

molekul.

3. Memahami hubungan Antara momen dipol dan efek induktif.

BAB II

PEMBAHASAN

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/tepi yang lain terdapat kutub negatif

(δ-).

Untuk senyawa non polar, sama sekali tidak ada muatan listrik

yang terkandung.

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 merah (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.

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. Gambaran ikatan hidrogen dapat dilihat pada

gambar berikut:

Ikatan hidrogen diperlihatkan pada garis merah (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.

Gaya London

Gaya London merupakan gaya antar dipol sesaat pada molekul non

polar. Seperti kita ketahui molekul non polar seharusnya tidak

mempunyai kutub/polar (sesuai dengan namanya). Namun, karena

adanya pergerakan elektron mengelilingi atom/molekul, maka ada

saat-saat tertentu dimana elektron akan "berkumpul"

(terkonsentrasi) di salah satu ujung/tepi molekul, sedang di

tepi yang lain elektronnya "kosong". Hal ini membuat molekul

tersebut "tiba-tiba" memiliki dipol, yang disebut dipol

sesaat. Munculnya dipol ini akan menginduksi dipol tetangga

disebelahnya. Ketika elektron bergerak lagi, dipol ini akan

hilang kembali. Untuk jelasnya dapat dilihat pada gambar

berikut:

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:

1. Kerumitan molekul

makin rumit molekul (Mr makin besar), maka gaya london makin

kuat.

2. 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.

(

http://kimiatangsel.blogspot.com/2011/04/gaya-antar-

molekul.html)

Sebuah molekul diatom seperti HF adalah suatu dipol, yakni

suatu benda yang memiliki dua muatan berlawanan pada titiknya.

Adanya dua muatan yang berlawanan ini dapat dibuktikan dengan

medan listrik. Dimana ketika medan listrik dinyalakan molekul

HF akan engarahkan ujung negatifnya ke kutub positif dan ujung

positifnya ke kutub negatif Untuk molekul semacam ini dapat

ditentukan sebuah momen dipol, yaitu suatu ukuran terhadap

derajat kepolaran. Secara kuantitatif, momen dipol (µ)

merupakan hasil kali muatan Q dan jarak antar muatan r.

µ = Q x r (1)

Untuk mempertahankan kenetralan listrik, muatan pada kedua

ujung molekul diatomik yang bermuatan listrik netral haruslah

sama besar dan berlawanan arah. Namun, pada persamaan (1), Q

hanya merujuk pada besar muatan dan tidak ada tandanya,

sehingga nilai Q selalu positif. Momen dipol dinyatakan dalam

satuan debye (D), dari nama seorang kimiawan Peter Debye.

Faktor konversinya adalah

1 D = 3,336 x 10-30 C m

Di mana C dalam Coulumb dan m dalam meter.

Molekul diatomik yang mengandung atom-atom dari unsur yang

berbeda biasanya berupa molekul polar dan memiliki momen

dipol, sedangkan molekul diatomik yang mengandung atom-atom

dari unsur yang sama tidak memiliki momen dipol dan berupa

molekul non-polar.

(http://

lischer.wordpress.com/2009/08/22/momen-dipol/)

Momen Dipole

Momen dipol Istilah dapat didefinisikan baik sehubungan dengan

ikatan kimia atau sehubungan dengan molekul.

1. Obligasi Dipole Momen

Elektron dalam ikatan kovalen menghubungkan dua atom yang

berbeda tidak ditanggung bersama oleh atom karena perbedaan

elektronegativitas antara dua elemen. Atom dari elemen yang

lebih elektronegatif memiliki pangsa yang lebih besar dari

elektron dari atom dari unsur yang kurang

elektronegatif. Akibatnya, atom yang memiliki bagian yang

lebih besar dari elektron ikatan dikenakan muatan negatif

parsial dan atom yang memiliki pangsa yang lebih rendah muatan

positif parsial yang sama besarnya. Sebagai contoh, pikirkan

molekul diatomik AB hipotetis. Asumsikan bahwa elemen B lebih

elektronegatif daripada elemen A. Atom B memiliki bagian yang

lebih besar dari elektron dalam ikatan AB. Artinya, AB

obligasi terpolarisasi ke arah atom B, dan ada muatan negatif

parsial (-δ) pada atom B dan muatan parsial positif besarnya

sama (+ δ) pada atom A.

Produk dari besarnya biaya baik pada atom A atau atom B (δ)

dan AB panjang ikatan (d) disebut momen dipol (simbol: μ)

obligasi.

SI unit momen dipol adalah Debye (D).

2. Molekul Dipole Momen

Menurut definisi, molekul bermuatan listrik netral. Namun,

banyak molekul memiliki wilayah, atau tiang, bantalan muatan

positif bersih parsial, dan wilayah yang berlawanan, atau

tiang, beruang muatan negatif parsial bersih sama besarnya,

seperti yang ditunjukkan di bawah ini secara skematik.

Molekul tersebut memiliki momen dipol, yang sama dengan jumlah

vektor momen dipol dari semua obligasi dalam molekul. Momen

dipol molekul, menjadi vektor, memiliki arah, yang ditunjukkan

dengan menggunakan simbol berikut.

panah simbol yang menunjuk ke arah kutub negatif dan tanda

plus menuju kutub positif.

misalnya:

Molekul A mungkin tidak memiliki momen dipol meskipun

mengandung ikatan yang melakukan. Sebagai contoh, masing-

masing dua ikatan karbon-oksigen dalam CO 2 memiliki momen

dipol, tetapi CO 2 molekul tidak memiliki momen dipol karena

momen dipol dari dua ikatan karbon-oksigen adalah identik

dalam besar dan berlawanan arah, sehingga jumlah vektor dari

nol.

Momen dipol ikatan tidak dapat ditentukan secara

eksperimental, momen dipol molekul hanya bisa. Namun, ada

cara-cara tidak langsung untuk menentukan momen dipol ikatan,

kira-kira jika tidak akurat. Sebuah molekul diatomik hanya

memiliki satu ikatan. Oleh karena itu, momen dipol ikatan

dalam molekul diatomik adalah sama dengan momen dipol

molekul. Sebagai contoh, eksperimental, momen dipol dari HF

1.91 D. Dengan demikian, momen dipol ikatan hidrogen fluorida

di HF 1.91 D. Dalam beberapa molekul organik, satu ikatan

kontribusi sangat untuk momen dipol molekul, membuat

kontribusi obligasi lainnya tidak signifikan. Akibatnya, momen

dipol ikatan yang memberikan kontribusi untuk momen dipol

molekul kira-kira sama dengan momen dipol molekul. Sebagai

contoh, perhatikan CH 3 Cl.

perbedaan elektronegativitas: C dan Cl >>> C dan H 

panjang ikatan: C-Cl >>> CH 

Jadi, momen dipol: C-Cl >>> CH

Dengan demikian, momen dipol dari C-Cl adalah kurang lebih

sama seperti yang dari CH 3 Cl. Eksperimen, momen dipol dari

CH 3 Cl 1.87 D, yang berarti momen dipol ikatan C-Cl di CH3 Cl

adalah sekitar 1,87 D.

Momen dipol molekul dapat memberikan informasi yang berguna

mengenai struktur molekul. Sebagai contoh, momen dipol air

1.85 D, menyiratkan bahwa molekul air tidak linear (1),untuk

momen dipol molekul air linear akan menjadi nol.

(http://science.uvu.edu/ochem/index.php

/alphabetical/c-d/dipole-moment/)

Afinitas elektron didefinisikan sebagai kalor reaksi saat

elektron ditambahkan kepada atom netral gas, yakni dalam

reaksi.

F(g) + e¯ → F¯(g) (5.2)

Nilai positif mengindikasikan reaksi eksoterm, negatif

menunjukkan reaksi endoterm. Karena tidak terlalu banyak atom

yang dapat ditambahi elektron pada fasa gas, data yang ada

terbatas jumlahnya dibandingkan jumlah data untuk energi

ionisasi. Tabel 5.6 menunjukkan bahwa afinitas elektron lebih

besar untuk non logam daripada untuk logam.

Tabel 5.6 Afinitas elektron atom.

H 72,4 C 122,5 F 322,3

Li 59, O 141,8 Cl 348,3

Na 54,0 P 72,4 Br 324,2

K 48,2 S 200,7 I 295,2

Besarnya kenegativan(elektron) yang didefinisikan dengan

keelektronegatifan (Tabel 5.7), yang merupakan ukuran

kemampuan atom mengikat elektron. Kimiawan

dari Amerika RobertSanderson Mulliken (1896-1986)

mendefinisikan keelektronegativan sebanding dengan rata-rata

aritmatik energi ionisasi dan afinitas elektron.

Tabel 5.7 Keelektronegativitan unsur golongan utama elements

(Pauling)

Pauling mendefinisikan perbedaan keelektronegativan antara dua

atom A dan B sebagai perbedaan energi ikatan molekul diatomik

AB, AA dan BB. Anggap D(A-B), D(A-A) dan D(B-B) adalah energi

ikatan masing-masing untuk AB, AA dan BB. D(A-B) lebih besar

daripada rata-rata geometri D(A-A) dan D(B-B). Hal ini karena

molekul hetero-diatomik lebih stabil daripada molekul homo-

diatomik karena kontribusi struktur ionik. Akibatnya, ∆(A-

B), yang didefinisikan sebagai berikut, akan bernilai positif:

(A-B) = D(A-B) -√D(A-A)D(B-B) > 0 (5.3)

(A-B) akan lebih besar dengan membesarnya karakter ionik.

Dengan menggunakan nilai ini, Pauling mendefinisikan

keelektronegativan x sebagai ukuran atom menarik elektron.

|xA -xB|= √D(A-B) (5.4)

xA dan xB adalah keelektronegativan atom A dan B.

Apapun skala keelektronegativan yang dipilih, jelas bahwa

keelektronegativan meningkat dari kiri ke kanan dan menurun

dari atas ke bawah. Keelketroegativan sangat bermanfaat untuk

memahami sifat kimia unsur.

Informasi lain yang bermanfaat dapat disimpulkan dari Tabel

5.7. Perbedaan keelektronegativan antara dua atom yang

berikatan, walaupun hanya semi kuantitatif, berhubungan erat

dengan sifat ikatan kimia seperti momen dipol dan energi

ikatan..

Misalnya ada distribusi muatan yang tidak sama dalam ikatan A-

B (xA > xB). Pasangan muatan positif dan negatif ±q yang

dipisahkan dengan jarak r akan membentuk dipol (listrik).

Arah dipol dapat direpresentasikan dengan panah yang mengarah

ke pusat muatan negatif dengan awal panah berpusat di pusat

muatan positif. Besarnya dipol, rq, disebut momen dipol. Momen

dipol adalah besaran vektor dan besarnya adalah µ dan memiliki

arah.

Besarnya momen dipol dapat ditentukan dengan percobaan tetapi

arahnya tidak dapat. Momen dipol suatu molekul (momen dipol

molekul) adalah resultan vektor momen dipol ikatan-ikatan yang

ada dalam molekul. Bila ada simetri dalam molekul, momen dipol

ikatan yang besar dapat menghilangkan satu sama lain sehingga

momen dipol molekul akan kecil atau bahkan nol.

Contoh Soal 5.3 Momen dipol ikatan dan momen dipol molekul.

(a) Jawab pertanyaan berikut tentang hidrogen khlorida HCl dan

karbon tetrakhlorida CCl4. Tunjukkan bagaimana arah momen dipol

untuk tiap senyawa. Usulkan apakah senyawa ini memiliki momen

dipol atau tidak. (b) Karbon dioksida CO2 dan sulfur trioksida

SO3 tidak memiliki momen dipol molekul. Usulkan struktur

molekul senyawa-senyawa ini berdasarkan pengamatan ini.

Jawab.

(a) Arah momen dipol ikatan ditunjukkan di bawah ini. HCl

memiliki dipol molekular, sementara CCl4 tidak memiliki momen

dipol sebab momen dipol ikatan akan menghilangkan satu sama

lain. (b) Kedua senyawa harus simetris agar dipol ikatan C-O

dan S-O yang besar akan saling meniadakan. Jadi CO2 berbentuk

linear sementara SO3 adalah segitiga.

(http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia_dasar/

sistem_periodik/sifat-periodik-unsur/)

Momen Dipol ( µ )

Adalah suatu besaran yang digunakan untuk menyatakan

kepolaran suatu ikatan kovalen.

Dirumuskan :

µ = Q x r ; 1 D = 3,33 x 10-30 C.m

keterangan :

µ = momen dipol, satuannya debye (D)

Q = selisih muatan, satuannya coulomb (C)

r = jarak antara muatan positif dengan muatan negatif, satuannya meter

(m)

Efek Induksi

Dalam suatu ikatan kovalen tunggal dari atom yang tak sejenis,

pasangan electron yang membentuk ikatan sigma, tidak pernah

terbagi secara merata di antara kedua atom. Electron memiliki

kecenderungan untuk tertarik sedikit ataupun banyak kea rah

atom yang lebih elektronegatif dari keduanya. Misalnya dalam

suatu alkil klorida, kerapatan electron cenderung lebih besar

pada daerah didekat atom Cl daripada atom C. sebagai penunjuk

bahwa atom yang satu lebih elektronegatif, secara umum

dituliskan sebagai berikut:

Jika atom karbon terikat pada klorin dan ia sendiri berikatan

pada atom karbon selanjutnya, efek induksi dapat diteruskan

pada karbon tetangganya.

Akibat dari pengaruh atom klorin, electron pada ikatan karbon

klorin didermakan sebagian ke klorin, sehingga menyebabkan C1

sedikit kekurangan electron. Keadaan C1 ini menyebabkan C2

mesti mendermakan juga sebagian elektronnya pada ikatan C2

dengan C1 agar menutupi kekurangan electron di C1. Begitu

seterusnya. Namun, efek ini dapat hilang pada suatu ikatan

jenuh (ikatan rangkap), efek induktif ini juga semakin

mengecil jika melewati C2. Pengaruh distribusi electron pada

ikatan sigma ini dikenal sebagai efek induksi.

Sebagai perbandingan relatifitas efek induksi, kita memilih

atom hydrogen sebagai molekul standarnya, misalnya CR3-H.

-   Jika ketika atom H dalam molekul ini diganti dengan Z

(atom ataupun gugus), kemudian kerapatan electron pada

bagian CR3 pada molekul ini berkurang daripadadalam CR3-H,

maka Z dapat dikatakan memiliki suatu efek – I (efek penarik

electron / electron-withdrawing / electron-attracting).

Contoh gugus dan atom yang memiliki efek – I: NO2, F, Cl, Br,

I, OH, C6H5-.

- Jika kerapatan electron dalam CR3 bertambah besar dari pada

dalam CR3-H, maka Z dikatakan memiliki efek + I (efek

pendorong electron / electron-repelling / electron-

releasing). Contoh gugus dan atom yang memiliki efek + I:

(CH3)3C-, (CH3)2CH-, CH3CH2-, CH3-.

Bentuk molekul dan polarisabilitas

Gaya dispersi (gaya London) merupakan gaya yang relatif lemah.

Zat yang molekulnya bertarikan hanya berdasarkan gaya London,

yang mempunyai titik leleh dan titik didih yang rendah

dibandingkan dengan zat lain yang massa molekul relatifnya

kira-kira sama. Jika molekul-molekulnya kecil, zat-zat itu

biasanya berbentuk gas pada suhu kamar, misalnya hidrogen (H2),

nitrogen (N2), metana (CH4), dan gas-gas mulia.

Efek Induktif

Pergeseran elektron secara permanen sepanjang cincin terjadi

jika atom atau gugus dengan kelektronegatifan yang berbeda

dengan atom karbon cincin disebut efek induksi. Elektron

tertarik ke arah Cl, disebut juga -I

Jika kelektronegatifan atom atau gugus yang terikat pada

rantai karbon lebih kecil dari atom karbon, maka pergeseran

elektron menjauhi gugus sepanjang rantai, yang dikenal sebagai

efek induksi (+I)

•Nilai pKa menunjukkan bahwa keasaman amonia lebih kuat dari

etilamina. Pada kasus ini efek induksi adalah efek pendorong

elektron.

•Gugus alkil pada etilamina meningkatkan muatan negatif basa

konyugasi , sehingga mendestabilisasinya, membuat etilamina

lebih lemah keasamannya dibanding amonia.

Efek induktif

•Efek induktif dapat menjelaskan perbedaan antara kekuatan

asam antara etilamina (pKa ~ 40) dan amonia (pKa ~ 33).

BAB III

PENUTUP

3.1 KESIMPULAN

Adapun yang dapat disimpulkan dari makalah ini adalah

sebagai berikut :

1. 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.

2. Momen dipol (µ ) adalah suatu besaran yang digunakan untuk

menyatakan kepolaran suatu ikatan kovalen. Dirumuskan : µ =

Q x r

3. Efek induksi adalah

4. Pengaruh efek induksi pada momen dipol adalah

3.2 SARAN

DAFTAR PUSTAKA

http://science.uvu.edu/ochem/index.php/alphabetical/c-d/

dipole-moment/

http://kimiatangsel.blogspot.com/2011/04/gaya-antar-

molekul.html

http://lischer.wordpress.com/2009/08/22/momen-dipol/

http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia_dasar/

sistem_periodik/sifat-periodik-unsur/