Cara Mengidentifikasi Jenis Gaya Antarmolekul (Antarpartikel)

Materi: kimia
Tulisan ini akan menjelaskan prosedur menentukan jenis interaksi antarpartikel dari spesi-spesi yang ada. Prosedur untuk dapat mengidentifikasi dan membandingkan kekuatan interaksi yang dominan atau paling kuat adalah dengan menggolongkan jenis partikel yang ada dalam suatu sistem, apakah zatnya termasuk senyawa ion, apakah termasuk senyawa kovalen polar, apakah termasuk senyawa kovalen nonpolar, apakah termasuk atom? Jadi perlu mengenali spesi apa yang ada dalam sistem kemudian dicocokkan dengan kombinasi spesi-spesi termasuk jenis interaksi yang mana.

Catatan: Kata gaya/interaksi antarmolekul ini terbatas hanya untuk interaksi spesi yang berupa molekul, dari senyawa kovalen saja. Bila spesinya lebih umum dengan melibatkan ion atau atom juga maka kata yang tepat adalah interaksi antarpartikel, bukan gaya antarmolekul, sebab ion dan atom bukanlah molekul. Tentang klasifikasi gaya antarpartikel dapat dilihat pada tulisan ini.

Berikut tabel untuk mengecek jenis interaksi dari beberapa spesi yang mungkin (ion, molekul polar, molekul nonpolar) dan juga urutan interaksi dari paling kuat hingga terlemah.

Berikut ini alur identifikasi jenis interaksi antarpartikel yang dapat digunakan.

Beberapa contoh jenis interaksi:

No	Jenis Interaksi	Contoh
1	Ion-ion	Na+/Cl–
2	Ion-dipol	Na+/H2O
3	Ikatan hidrogen	H2O/H2O
4	Dipol-dipol	H2S/H2O
5	Ion-dipol terinduksi	Na+/CCl4
6	Dipol-dipol terinduksi	CH3OH/CCl4
7	Dipol terinduksi-dipol terindukai (Gaya London)	CCl4 /CCl4

Contoh soal:
Soal #1:
Interaksi yang dominan antara molekul pelarut dan zat terlarut pada larutan etilen glikol dalam air adalah
A. gaya London
B. ikatan hidrogen
C. dipol terinduksi – dipol permanen
D. ion – dipol permanen
E. ion – ion

Pembahasan Soal #1:
Etilen glikol (HOCH₂CH₂OH) bersifat polar. H₂O bersifat polar. Keduanya memiliki O mempunyai PEB yang juga berikatan dengan H. Dengan demikian keduanya mempunyai ikatan hidrogen. Selain ikatan hidrogen juga terdapat gaya dispersi London. Ingat setiap interaksi apapun memiliki gaya dispersi London. Hanya saja kekuatannya jauh lebih kecil dibanding jenis interaksi molekul yang lain.

Soal #2:
Manakah molekul-molekul berikut yang memiliki gaya dipol-dipol antarmolekulnya? Diketahui nomor atom Xe = 54; As = 34; C = 6; B = 5; Cl = 17; F = 9; H = 1; O =8
A. XeF₄
B. AsH₃
C. CO₂
D. BCl₃
E. Cl₂

Pembahasan Soal #2:
Molekul-molekul akan memiliki gaya dipol-dipol antarmolekulnya syaratnya molekul tersebut bersifat polar.
Analisis bentuk molekul dan kepolaran molekul:
XeF₄
→ Xe elektron valensi 8; F elektron valensi 7
Orbital hibridisasi XeF₄
→ jumlah orbital hibrida = ½ (8 + 4 – 0 + 0) = 6 → sp³d²
→ PEB pad Xe = 6 – 4 = 2.
→ XeF₄ bentuk umum AX₄E₂ → segiempat datar → nonpolar
AsH₃
→ As elektron valensi 5; H elektron valensi 1
Orbital hibridisasi AsH₃
→ jumlah orbital hibrida = ½ (5 + 3 – 0 + 0) = 4 → sp³
→ PEB pad As = 4 – 3 = 1.
→ CO₂ bentuk umum AX₃E→ piramida segitiga → polar
CO₂
→ C elektron valensi 4; O elektron valensi 6
Orbital hibridisasi CO₂
→ jumlah orbital hibrida = ½ (4 + 0 – 0 + 0) = 3 → sp
→ PEB pad C = 2 – 2 = 0.
→ CO₂ bentuk umum AX₂ → linier → nonpolar
BCl₃
→ B elektron valensi 3; Cl elektron valensi 7
Orbital hibridisasi BCl₃
→ jumlah orbital hibrida = ½ (3 + 3 – 0 + 0) = 3 → sp²
→ PEB pad B = 3 – 3 = 0.
→ BCl₃ bentuk umum AX₃ → segitiga datar → nonpolar
Cl₂
→ Bentuk molekul linier → nonpolar
Di antara molekul yang diberikan hanya AsH₃ saja, ia memiliki PEB dan bentuk molekulnya tidak simetris sehingga AsH₃ bersifat polar.

Soal #3:
Jika hanya ada gaya dispersi, manakah yang mempunyai titik didih lebih rendah, H₂O atau H₂S?

Pembahasan Soal #3:  
Titik didih H₂O sebesar 100 ^oC, dan H₂S sebesar -70 ^oC. Ikatan hidrogen yang sangat kuat pada cairan H₂O yang mengakibatkan titik didihnya tinggi, tetapi pada cairan H₂S tidak mempunyai ikatan hidrogen. Karena massa molar H₂O < H₂S dan tidak mempunyai ikatan hidrogen tentu H₂O titik didihnya lebih rendah dibanding H₂S. Hanya gaya dispersi saja yang akan berpengaruh, gaya dispersi ini ditentukan olah massa molar, massa molar lebih rendah punya titik didih lebih rendah.

Soal #4:
Ethanol C₂H₅OH dan metil eter CH₃OCH₃ mempunyai massa molar sama. Manakah yang memiliki titik didih lebih tinggi?

Pembahasan Soal #4
Alkohol memiliki atom H yang terikat langsung dengan atom O, dan atom O masih memiliki PEB yang dapat didonorkan ke atom H molekul C₂H₅OH lainnya untuk membentuk ikatan hidrogen. Adanya ikatan hidrogen memberi efek titik didih yang tinggih. Pada eter jika ada ikatan hidrogen itu akan sangat lemah.

Soal #5:
Yang memiliki titik didih yang lebih tinggi, I₂ atau Br₂?

Pembahasan Soal #5:
Massa molar atom atom Br₂ 160 g/mol dan I₂ 254 g/mol. Semakin tinggi berat molekul, semakin kuat gaya dispersi London, maka titik didihnya akan semakin tinggi pula. Titik didih  I₂ > Br₂

---

Sementara itu saja nanti akan ditambahkan variasi soal. Ikuti perkembangan tulisan terbaru di blog ini. Demikian, mohon koreksi bila ada kekurangtepatan. Terima kasih.