Mengenal Gaya Antar Molekul dan Pengaruhnya pada Sifat Fisika

Ilustrasi gaya antar molekul. Foto: pixabay.com.

Sifat fisika zat dan perubahan bentuk wujud ditentukan oleh gaya antar molekul yang terjadi pada susunan-susunan partikel zat tersebut.

Semakin kuat gaya tarik yang terjadi antara molekul, maka akan semakin rapat susunan molekul yang terbentuk dalam zat tersebut. Contoh nyata dari perubahan zat yang dipengaruhi oleh susunan kerapatan suatu molekul adalah es yang mengapung di atas air.

Gaya antar molekul dalam ilmu kimia terbagi menjadi beberapa jenis. Sebelum mengetahui macam-macamnya, pahami dulu pengertian gaya antar molekul pada ulasan berikut ini.

Pengertian Gaya Antar Molekul

Ilustrasi pengertian gaya antar molekul. Foto: pixabay.com.

Mengutip buku Belajar Kimia Menarik SMA/MA Kelas XI oleh Das Salirawat, dkk., secara sederhana, gaya antar molekul adalah gaya elektromagnetik yang terjadi antara molekul yang satu dengan molekul lainnya yang saling berdekatan.

Gaya antar molekul dapat berupa kohesi antar molekul serupa atau adhesi antar molekul tak serupa. Sehingga, gaya tersebut memilik sifat tarik menarik atau tolak menolak antara molekul.

Nantinya, jika keduanya berdekatan, gaya tolak antar muatan yang sama akan muncul dan akan semakin tinggi energi tolakannya. Pada suhu tertentu, kekuatan dari gaya antar molekul ini dapat menentukan perubahan sesuatu zat dari padat menjadi cair atau dari cair menjadi gas.

Konsep gaya molekul dalam ilmu kimia maupun fisika cukup banyak dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari seperti mencairkan zat padat hingga menguapkan zat cair.

Baca Juga: Mengenal Bentuk Linear beserta Bentuk Molekul Sederhana Lainnya

Macam-Macam Gaya Antar Molekul

Ilustrasi macam-macam gaya antar molekul. Foto: pixabay.com.

Mengutip buku Kimia SMA/MA Kelas XI oleh Suyatno, jenis-jenis gaya antar molekul dibagi menjadi dua jenis, yakni Gaya Van Der Waals dan Ikatan Hidrogen. Berikut penjelasan lengkapnya.

1. Gaya Van Der Waals

Gaya ini ditemukan oleh Johannes Diderick Van der Waals, kimiawan Belanda. Gaya Van Der Waals terbagi menjadi dua macam yakni gaya London dan Gaya Antar Dipol. Kedua jenis gaya ini memiliki sifat gaya yang berbeda-beda. Berikut penjelasan lengkapnya.

a. Gaya London

Gaya London adalah trik menarik antarmolekul yang bersifat nonpolar, seperti gas H2+, N2+, O2+, CO2, dan CH4. Jenis gas tersebut tak memiliki ujung kutub listrik, tapi dapat saling tarik menarik, sehingga dapat dicairkan dan dipadatkan sesuai suhu dan tekanan.

Gaya London terjadi karena elektron yang terus bergerak dan bergeser dalam sebuah molekul akan menimbulkan dipol sesaat yang berimbas atau menginduksi molekul lain.

Besarnya gaya London dapat dilihat dari besar kecilnya molekul dan bentuk molekul atau partikelnya. Lebih lanjut, gaya London termasuk gaya antar molekul yang lemah.

Gaya ini dapat terjadi pada molekul-molekul kecil berwujud gas pada suhu kamar seperti hidrogen, oksigen, nitrogen, metana, dan karbon dioksida.

b. Gaya antar Dipol-Dipol

Gaya tarik antar dipol-dipol ini terjadi karena adanya tarik menarik antar molekul dalam senyawa kovalen polar. Gaya antar dipol-dipol terbagi menjadi empat berdasarkan kepolaran partikelnya, yaitu:

2. Ikatan Hidrogen

Ikatan hidrogen adalah ikatan yang terjadi antara atom hidrogen dengan atom unsur lain yang memiliki elektronegativitas tinggi, seperti F, O, dan N pada molekul yang berbeda. Perlu diingat, ikatan ini terjadi antar molekul bukan satu molekul.

Adanya ikatan hidrogen menyebabkan munculnya fenomena yang menyimpang seperti anomali air, contohnya mengapungnya es di sungai. Padahal, biasanya suatu zat dalam keadaan padat memiliki kerapatan lebih tinggi daripada keadaan cairnya.

Kerapatan tersebut mengakibatkan molekul dapat bergerak bebas membentuk hidrogen. Sementara ketika menjadi es, molekulnya tak bisa bergerak bebas. Hal ini membuat ikatan hidrogen yang terbentuk memiliki kerapatan yang lebih kecil.

Pengaruh Gaya Antar Molekul terhadap Sifat Fisika

Ilustrasi pengaruh gaya antar molekul. Foto: pixabay.com.

Mengutip buku Kimia 2 terbitan Yudhistira Ghalia Indonesia, seperti yang disebutkan di atas, kekuatan gaya antar molekul memberikan pengaruh terhadap perubahan fisika pada suatu zat.

1. Pengaruh Ikatan hidrogen terhadap Titik Didih dan Leleh

Peristiwa pendidihan dan pelelehan pada dasarnya merupakan pemutusan ikatan. Semakin kuat ikatan yang terbentuk, maka semakin tinggi titik didih dan titik leleh zat.

Jadi, kekuatan gaya antar molekul berbanding lurus dengan titik didih dan titik leleh zat. Begitu juga dengan kekuatan ikatan hidrogen.

2. Pengaruh Gaya London pada Titik Didih dan Titik Leleh

Seperti halnya ikatan hidrogen, kekuatan gaya London berbanding lurus dengan titik didih dan titik leleh. Jadi, semakin besar gaya London pada suatu senyawa, maka titik didih dan titik leleh zat tersebut akan semakin tinggi.

3. Pengaruh Gaya Antar Molekul pada Wujud Gas Nitrogen

Gas nitrogen tersusun dari molekul N2. Atom N pada molekul N2 diikat oleh ikatan antar molekul yang sangat kuat, yakni ikatan kovalen.

Jika antar molekul nitrogen bereaksi pada gaya antar molekul pada suhu rendah, gas nitrogen akan berwujud cair. Sementara itu, pada suhu tinggi akan berwujud gas.

4. Pengaruh Gaya Antar Molekul Terhadap kekentalan Cairan

Kekentalan cairan adalah ukuran halangan zat untuk mengalir. Zat yang memiliki kekentalan rendah akan mudah mengalir, sedangkan zat yang memiliki kekentalan tinggi akan sulit mengalir. Hal ini berhubungan dengan kekuatan gaya antar molekul.

Semakin kuat gayanya, kekentalan zat akan semakin tinggi. Kenaikan suhu juga akan memengaruhi kekuatan gaya antar molekul. Jadi, suhu tinggi akan membuat kekentalan suatu zat berkurang.

5. Pengaruh Gaya Antar Molekul pada Kelarutan

Larutan adalah campuran yang terdiri atas zat terlarut dan pelarut. Zat terlarut dapat berwujud cair dan padat.

Perlu dipahami dalam ilmu kimia, senyawa polar akan larut dalam senyawa polar. Begitu juga senyawa nonpolar akan larut dalam senyawa nonpolar.

Sebagai contoh, air dan etanol. Struktur molekul yang dimiliki oleh etanol memungkinkan untuk membentuk ikatan hidrogen dengan atom O dan atom H dari molekul air.

Ketika air dan etanol dicampurkan, ada tiga gaya tarik yang akan dihasilkan, yaitu gaya tarik antara zat terlarut (etanol) dan pelarut (air), gaya tarik antar zat terlarut (etanol dan etanol), dan gaya tarik antar pelarut (air dan air). Ketiga gaya tersebut sama kuat, sehingga air dan etanol dapat larut sempurna.

(IPT)