Gaya Van der Waals membentuk ikatan elektrostatik antar molekul. Ikatan antarmolekul termasuk ikatan Van der Waals menahan molekul bersama-sama dalam cairan dan padatan dan bertanggung jawab atas fenomena seperti tegangan permukaan dalam cairan dan kristal dalam padatan. Gaya antarmolekul jauh lebih lemah daripada gaya dalam yang menahan atom-atom dalam molekul, tetapi gaya tersebut masih cukup kuat untuk mempengaruhi perilaku dan sifat banyak bahan.
TL; DR (Terlalu Panjang; Tidak Membaca)
Gaya elektrostatik Van de Waals bekerja di antara molekul untuk membentuk ikatan lemah. Jenis gaya Van der Waals, dari yang terkuat hingga yang terlemah, adalah gaya dipol-dipol, gaya dipol induksi dipol, dan gaya dispersi London. Ikatan hidrogen didasarkan pada jenis gaya dipol-dipol yang sangat kuat. Gaya-gaya ini membantu menentukan karakteristik fisik material.
Jenis-jenis Gaya Van der Waalsals
Tiga jenis gaya Van der Waals, yang paling kuat hingga yang paling lemah, adalah gaya dipol-dipol, gaya dipol induksi dipol, dan gaya dispersi London. Dipol adalah molekul polar dengan kutub bermuatan negatif dan positif di ujung molekul yang berlawanan. Kutub negatif dari satu molekul menarik kutub positif dari molekul lain, membentuk ikatan dipol-dipol elektrostatik.
Ketika molekul dipol bermuatan mendekati molekul netral, ia menginduksi muatan yang berlawanan dalam molekul netral, dan muatan yang berlawanan menarik untuk membentuk ikatan dipol yang diinduksi dipol. Ketika dua molekul netral menjadi dipol sementara karena elektron mereka berkumpul di satu sisi molekul, molekul netral tertarik dengan gaya elektrostatik yang disebut gaya dispersi London, dan mereka dapat membentuk gaya yang sesuai obligasi.
Gaya dispersi London lemah dalam molekul kecil, tetapi kekuatannya meningkat pada molekul yang lebih besar di mana: banyak elektron yang relatif jauh dari inti bermuatan positif dan bebas bergerak and sekitar. Akibatnya, mereka dapat berkumpul secara asimetris di sekitar molekul, menciptakan efek dipol sementara. Untuk molekul besar, gaya dispersi London menjadi faktor penting dalam perilaku mereka.
Ketika molekul dipol mengandung atom hidrogen, ia dapat membentuk ikatan dipol-dipol yang sangat kuat, karena atom hidrogennya kecil dan muatan positifnya terkonsentrasi. Peningkatan kekuatan ikatan membuat kasus khusus ini disebut ikatan hidrogen.
Bagaimana Gaya Van der Waals Mempengaruhi Material
Dalam gas pada suhu kamar, molekul terlalu berjauhan dan memiliki terlalu banyak energi untuk dipengaruhi oleh gaya Van der Waals antarmolekul. Gaya-gaya ini menjadi penting untuk zat cair dan zat padat karena molekul-molekulnya memiliki energi yang lebih kecil dan saling berdekatan. Gaya Van der Waals adalah salah satu gaya antarmolekul yang menahan cairan dan padatan bersama-sama dan memberikan sifat karakteristiknya.
Dalam cairan, gaya antarmolekul masih terlalu lemah untuk menahan molekul pada tempatnya. Molekul memiliki energi yang cukup untuk berulang kali membuat dan memutuskan ikatan antarmolekul, meluncur melewati satu sama lain dan mengambil bentuk wadahnya. Misalnya, dalam air, molekul bipol terdiri dari atom oksigen bermuatan negatif dan dua atom hidrogen bermuatan positif. Dipol air membentuk ikatan hidrogen yang kuat yang menahan molekul air bersama-sama. Akibatnya, air memiliki tegangan permukaan yang tinggi, panas penguapan yang tinggi, dan titik didih yang relatif tinggi untuk berat molekulnya.
Dalam padatan, atom memiliki energi yang terlalu kecil untuk memutuskan ikatan gaya antarmolekul, dan mereka terikat bersama dengan sedikit gerakan. Selain gaya Van der Waals, perilaku molekul padatan dapat dipengaruhi oleh gaya antarmolekul lainnya, seperti yang membentuk ikatan ionik atau logam. Gaya menahan molekul padatan dalam kisi kristal seperti berlian, dalam logam seperti tembaga, dalam padatan homogen seperti kaca atau dalam padatan fleksibel seperti plastik. Sementara ikatan kimia yang kuat yang menyatukan atom dalam molekul menentukan karakteristik kimia bahan, gaya antarmolekul termasuk gaya Van der Waals mempengaruhi karakteristik.