Gaya Antarmolekul Apa yang Ada di Air?

H₂Molekul air bersifat polar dengan ikatan hidrogen dipol-dipol antarmolekul. Saat molekul air saling menarik dan membentuk ikatan, air menampilkan sifat seperti tegangan permukaan yang tinggi dan panas penguapan yang tinggi. Gaya antarmolekul jauh lebih lemah daripada gaya intramolekul yang menahan molekul bersama-sama, tetapi gaya tersebut masih cukup kuat untuk mempengaruhi sifat-sifat suatu zat. Dalam kasus air, mereka membuat cairan berperilaku dengan cara yang unik dan memberikan beberapa karakteristik yang berguna.

TL; DR (Terlalu Panjang; Tidak Membaca)

Air memiliki ikatan hidrogen yang kuat dipol-dipol gaya antarmolekul yang memberikan air tegangan permukaan yang tinggi dan panas penguapan yang tinggi dan membuatnya menjadi pelarut yang kuat.

Sementara molekul memiliki muatan netral secara keseluruhan, bentuk molekul mungkin sedemikian rupa sehingga salah satu ujungnya lebih negatif dan ujung lainnya lebih positif. Dalam hal ini, ujung bermuatan negatif menarik ujung bermuatan positif dari molekul lain, membentuk ikatan lemah, A polar molekul disebut dipol karena memiliki dua kutub, plus dan minus, dan ikatan yang terbentuk dari molekul polar disebut dipol-dipol obligasi.

Molekul air memiliki perbedaan muatan seperti itu. Atom oksigen dalam air memiliki enam elektron di subkulit elektron terluarnya di mana ada ruang untuk delapan. Dua atom hidrogen dalam air membentuk ikatan kovalen dengan atom oksigen, berbagi dua elektronnya dengan atom oksigen. Akibatnya, dari delapan elektron ikatan yang tersedia dalam molekul, dua dibagi dengan masing-masing dua atom hidrogen meninggalkan empat bebas.

Dua atom hidrogen tetap berada di satu sisi molekul sementara elektron bebas berkumpul di sisi lain. Elektron bersama tetap berada di antara atom hidrogen dan atom oksigen, meninggalkan proton hidrogen bermuatan positif dari nukleus yang terbuka. Ini berarti bahwa sisi hidrogen dari molekul air memiliki muatan positif, sedangkan sisi lain di mana elektron bebas memiliki muatan negatif. Akibatnya, molekul air bersifat polar dan merupakan dipol.

Gaya antarmolekul terkuat dalam air adalah ikatan dipol khusus yang disebut ikatan hidrogen. Banyak molekul bersifat polar dan dapat membentuk ikatan bipol-bipol tanpa membentuk ikatan hidrogen atau bahkan memiliki hidrogen dalam molekulnya. Air bersifat polar, dan ikatan dipol yang terbentuk adalah ikatan hidrogen berdasarkan dua atom hidrogen dalam molekul.

Ikatan hidrogen sangat kuat karena atom hidrogen dalam molekul seperti air adalah proton kecil yang telanjang tanpa kulit elektron bagian dalam. Akibatnya, ia dapat mendekati muatan negatif dari sisi negatif molekul polar dan membentuk ikatan yang sangat kuat. Dalam air, sebuah molekul dapat membentuk hingga empat ikatan hidrogen, dengan satu molekul untuk setiap atom hidrogen dan dengan dua atom hidrogen pada sisi oksigen negatif. Di dalam air, ikatan-ikatan ini kuat tetapi terus-menerus bergeser, putus, dan terbentuk kembali untuk memberi air sifat-sifat khusus.

Ketika senyawa ionik ditambahkan ke air, ion bermuatan dapat membentuk ikatan dengan molekul air polar. Misalnya, NaCl atau garam meja adalah senyawa ionik karena atom natrium telah memberikan satu-satunya elektron kulit terluarnya kepada atom klor, membentuk ion natrium dan klor. Ketika dilarutkan dalam air, molekul berdisosiasi menjadi ion natrium bermuatan positif dan ion klorin bermuatan negatif. Ion natrium tertarik ke kutub negatif molekul air dan membentuk ikatan ion-dipol di sana, sedangkan ion klorin membentuk ikatan dengan atom hidrogen. Pembentukan ikatan ion-dipol adalah alasan mengapa senyawa ion mudah larut dalam air.

Gaya antarmolekul dan ikatan yang mereka hasilkan dapat mempengaruhi bagaimana suatu material berperilaku. Dalam kasus air, ikatan hidrogen yang relatif kuat menahan air bersama-sama. Dua sifat yang dihasilkan adalah tegangan permukaan yang tinggi dan panas penguapan yang tinggi.

Tegangan permukaan tinggi karena molekul air di sepanjang permukaan air membentuk ikatan yang menciptakan semacam kind film elastis di permukaan, memungkinkan permukaan untuk menopang beberapa berat dan menarik tetesan air ke dalam bulat bentuk.

Panas penguapan tinggi karena, begitu air mencapai titik didih, molekul air masih terikat dan tetap cair sampai energi yang cukup ditambahkan untuk memutuskan ikatan. Ikatan berdasarkan gaya antarmolekul tidak sekuat ikatan kimia, tetapi tetap penting dalam menjelaskan bagaimana beberapa bahan berperilaku.