Gaya Antarmolekul: Van der Waals & Ikatan Hidrogen
Setelah ini kamu bisa membedakan gaya dispersi, dipol-dipol, dan ikatan hidrogen serta menjelaskan pengaruhnya pada titik didih.
Air mendidih pada 100 °C, tetapi hidrogen sulfida (H₂S) yang ukurannya mirip mendidih pada −60 °C. Mengapa air butuh panas luar biasa untuk menjadi uap? Jawabannya bukan pada ikatan O-H di dalam molekul, melainkan pada gaya antar molekul air yang luar biasa kuat: ikatan hidrogen. Coba pilah jenis gayanya di bawah.
Apa itu gaya antarmolekul
Gaya antarmolekul adalah daya tarik antarmolekul yang menjaga zat berwujud cair atau padat. Gaya ini jauh lebih lemah daripada ikatan kovalen di dalam molekul, tetapi menentukan sifat fisika seperti titik didih, titik leleh, dan kelarutan.
Gaya antarmolekul adalah daya tarik listrik antarmolekul yang menjaga zat menyatu dalam fase cair atau padat. Tiga jenis utamanya: gaya dispersi (pada semua molekul), gaya dipol-dipol (pada molekul polar), dan ikatan hidrogen (gaya dipol-dipol khusus yang melibatkan H terikat pada N, O, atau F).
Pasangkan tiap jenis gaya dengan cirinya yang khas.
Ikatan hidrogen: anomali air
Ikatan hidrogen terbentuk ketika atom hidrogen yang terikat pada unsur sangat elektronegatif (N, O, F) tertarik pada pasangan elektron bebas atom N, O, atau F pada molekul lain. Ikatan ini menjelaskan mengapa air memiliki titik didih jauh lebih tinggi daripada senyawa hidrida seperiode, mengapa es mengapung, dan mengapa air pelarut universal.
Urutan titik didih
Makin kuat gaya antarmolekul, makin tinggi titik didih. Pada seri senyawa dengan jenis gaya berbeda, urutan titik didih mencerminkan urutan kekuatan gaya. Susun urutan titik didih berikut.
Bayangkan molekul sebagai magnet kecil. Gaya dispersi adalah magnet lemah yang muncul sesekali karena gerakan elektron. Gaya dipol-dipol adalah magnet yang sudah punya kutub tetap. Ikatan hidrogen adalah magnet super kuat yang hanya muncul kalau ada atom H terikat pada N, O, atau F. Makin kuat magnet, makin sulit molekul dipisahkan — titik didih pun makin tinggi.
Coba dulu di kertas, baru buka.
Soal. Mengapa air (H₂O) memiliki titik didih jauh lebih tinggi daripada hidrogen sulfida (H₂S) padahal keduanya berikatan dua atom H?
Pada H₂O, atom H terikat pada oksigen yang sangat elektronegatif. Pada H₂S, atom H terikat pada sulfur yang elektronegatifitasnya rendah.
Air membentuk ikatan hidrogen yang kuat karena adanya O. H₂S hanya memiliki gaya dipol-dipol yang lebih lemah, sehingga air butuh energi jauh lebih besar untuk menjadi uap — titik didihnya 100 °C dibandingkan −60 °C untuk H₂S.
Jebakan: menyamakan ikatan hidrogen dengan ikatan kovalen O-H. Yang benar: ikatan kovalen O-H adalah ikatan kuat di dalam molekul air, sedangkan ikatan hidrogen adalah daya tarik antarmolekul (antara H suatu molekul dengan O molekul lain). Keduanya berbeda sifat dan kekuatan.
Jebakan: menyatakan setiap molekul yang mengandung H pasti membentuk ikatan hidrogen. Yang benar: ikatan hidrogen hanya terbentuk bila H terikat pada N, O, atau F. HCl dan CH₄ mengandung H tetapi tidak membentuk ikatan hidrogen antarmolekul.
- Gaya antarmolekul lebih lemah dari ikatan kovalen, menentukan titik didih.
- Tiga jenis: dispersi (semua), dipol-dipol (polar), ikatan hidrogen (H pada N/O/F).
- Ikatan hidrogen paling kuat, menjelaskan anomali air.
- Makin kuat gaya, makin tinggi titik didih.
- Ikatan hidrogen antarmolekul, bukan ikatan kovalen di dalam molekul.