Gaya van der Waals

Gaya Van der Waals

Jenis pertama dari gaya antarmolekul yang kita akan membahas disebut van der Waals, setelah kimiawan Belanda Johannes van der Waals (1837-1923). Gaya van der Waals adalah gaya antarmolekul yang paling lemah dan terdiri dari gaya dipol-dipol dan gaya dispersi. Gaya van der Waals dalam ilmu kimia merujuk pada jenis gaya antara molekul. Istilah ini pada awalnya merujuk pada jenis gaya antarmolekul, dan hingga saat ini masih 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).

Gaya Van der Waals terjadi akibat interaksi antara molekul-molekul non polar (Gaya London), antara molekul-molekul polar (Gaya dipol-dipol) atau antara molekul non polar dengan molekul polar (Gaya dipol-dipol terinduksi). Ikatan Van der Waals terdapat antar molekul zat cair atau padat dan sangat lemah. Gaya Van der Waals dahulu dipakai untuk menunjukkan semua jenis gaya tarik-menarik antar molekul. Namun kini merujuk pada pada gaya-gaya yang timbul dari polarisasi molekul yang terlemah menjadi dipole seketika. Pada saat tertentu, moleku-molekul tersebut dapat berada dalam fase dipol seketika ketika salah satu muatan negatif berada di sisi tertentu. Dalam keadaan dipol ini, molekul dapat menarik atau menolak elektron lain dan menyebabkan atom lain menjadi dipol.  Gaya tarik menarik yang muncul sesaat ini merupakan gaya Van der Waals.

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.

                  1.    Gaya Dipol-Dipol

Gaya dipol-dipol adalah gaya tarik menarik yang terjadi antara molekul polar. Sebuah molekul hidrogen klorida memiliki atom hidrogen sebagian positif dan atom klor sebagian negatif. Dalam kumpulan banyak molekul hidrogen klorida, mereka akan mensejajarkan diri agar daerah bermuatan sebaliknya dari molekul tetangga berdekatan satu sama lain.Gaya dipol-dipol di alam berbentuk serupa, tetapi jauh lebih lemah dari ikatan ionik.

                  2.    Gaya Dispersi London

Gaya dispersi juga dianggap sebagai jenis van der Waals dan yang paling lemah dari semua gaya antarmolekul. Mereka sering disebut Gaya London setelah Fritz London (1900-1954), yang pertama kali mengajukan keberadaan mereka pada tahun 1930. Gaya dispersi London adalah gaya antarmolekul yang terjadi antara atom dan antara molekul nonpolar akibat gerakan elektron.

Gaya dipol-dipol adalah hasil dari daya tarik ujung positif dipol yang satu ke ujung negatif dari dipol tetangga. Awan elektron dari atom helium berisi dua elektron, yang biasanya diperkirakan akan merata secara spasial di sekitar inti. Namun, pada saat tertentu distribusi elektron mungkin tidak merata, sehingga timbul dipol sesaat. Dipol lemah dan sementara ini kemudian mempengaruhi atom tetangga helium melalui tarik dan tolakan elektrostatik. Ini akan menginduksi dipol atom helium terdekat (lihat Gambar di bawah).

Sebuah dipol singkat atau seketika dalam sebuah atom helium.

Dipol sesaat dan akan menginduksi secara lemah tertarik satu sama lain. Gaya dispersi meningkat seiring jumlah elektron dalam atom atau molekul nonpolar yang meningkat.

Gaya London ini dipengaruhi oleh dua faktor, yaitu:

1.    Jumlah elektron dalam atom atau molekul

Makin besar ukuran atom atau molekul, makin besar jumlah elektron sehingga makin jauh pula elektron terluar dari inti dan makin mudah awan elektron terpolarisasi, serta makin besar gaya dispersi.

2.    Bentuk molekul

Molekul yang memanjang/tidak bulat, lebih mudah menjadi dipole dibandingkan dengan molekul yang bulat sehingga gaya dispersi londonnya akan semakin besar.

Ikatan Van der Waals juga ditemukan pada polimer 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.

REFERENSI

Clark, Jim. 2007. Ikatan Antarmolekul – Gaya Van der Waals. http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/struktur_atom_dan_ikatan/ikatan_kimia/ikatan _antarmolekul_gaya_van_der_waals/. Diakses tanggal 16 Maret 2014

https://id.wikipedia.org/wiki/Gaya_van_der_Waals

http://ilmualam.net/pengertian-gaya-van-der-waals.html