Jelaskan pengaruh sifat fisik zat pada interaksi antar molekul

Gaya tarik-menarik antara muatan positif dari dipol yang satu dengan muatan negatif dari dipol yang lain akan menentukan sifat fisis molekul, seperti titik didih dan titik beku. Gaya tarik-menarik juga menentukan bagaimana wujud suatu molekul, apakah berupa padatan, cair atau uap. Gaya tarik-menarik yang besar antaratom memungkinkan molekul pada suhu tertentu berbentuk padatan. Pada keadaan gas, molekul berdiri send- iri dan tidak ada gaya tarik-menarik antarmolekul. Pada keadaan cair, akan dibutuhkan lebih sedikit gaya tarik-menarik antarmolekul diban dingkan keadaan padatnya.

Perubahan bentuk molekul padatan menjadi cair memerlukan energi yang besar untuk mengimbangi gaya tarik-menarik tersebut. Energi ini di- tunjukkan dengan titik cair (titik leleh) molekul. Begitu pula untuk meng-

Gambar 2.15 Grafik hubungan antara titik didih dengan molekul berikatan hidrogen (senyawa hidrida unsur golongan IVA, VA, VIA, VIIA, dan VIIIA)

titik didih

uapkan molekul yang berupa cairan, diperlukan energi yang ditunjukkan dengan titik didih. Maka, apabila gaya tarik antarmolekul besar, semakin besar pula titik didihnya.

Titik beku menunjukkan besarnya energi yang dibutuhkan molekul untuk berikatan. Besarnya titik beku sebanding dengan gaya yang terjadi antarmolekulnya. Perhatikan contoh soal berikut agar kalian lebih paham.

C o n t o h

Tentukan wujud molekul di bawah ini dengan melihat sifat fisisnya.

Molekul H2 N2 O2 Cl2 Mr 2 28 32 71 Titik didih -235 -196 -183 -35 Jawab: Wujud molekulnya Molekul H2 N2 O2 Cl2 Mr 2 28 32 71 Titik didih -235 -196 -183 -35 Wujud molekul Gas Gas Gas Gas

D i s k u s i

Dalam suatu molekul terjadi gaya antarmolekul yang berbeda dengan molekul lain. Pada molekul-molekul NH3, BCl3, CO2, Br2,

dan HCl, masing-masing memiliki gaya antarmolekul yang berbeda. Diskusikanlah gaya antarmolekul yang terjadi, kemudian tentukanlah sifat fisiknya berdasarkan gaya antarmolekulnya. Tuliskan hasil diskusi kalian dan presentasikan di hadapan teman-teman dari kelompok lain.

U j i K o m p e t e n s i

Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut. Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut. 1. Apakah yang dimaksud dengan:

a. Gaya London b. Gaya tarik dipol-dipol c. Gaya Van der Walls d. Ikatan Hidrogen e. Polarisabilitas

2. Apa perbedaan antara gaya dipol sesaat-di- polimbasan dengan gaya dipol-dipol?

3. Mengapa sebuah molekul memiliki titik didih yang berbeda dengan molekul yang lain?

Jelaskan kaitannya dengan gaya antarmole- kulnya.

4. Tentukan sifat kepolaran unsur berikut.

a. HCl

b. BeCl2

c. NO2

d. F2

e. NH3

5. Manakah senyawa hidrida dari golongan halogen yang mempu nyai titik didih terbesar? Terangkan.

Kimia Kelas XI

34

Domain Wilayah, daerah

Dipol Dua kutub muatan listrik yang besarnya sama tetapi berlawanan tanda yang terpisah pada jarak yang amat kecil, biasanya terjadi pada molekul polar

Gaya Sesuatu yang dapat menggerakkan benda

diam, atau mempercepat /memperlambat benda yang bergerak dengan arah tertentu

Gaya London Gaya yang menyebabkan antarpar-

tikel dalam sistem gas atau cair terjadi trik-menarik atau terjadi ikatan

Gaya Van der Walls Gaya yang menyebabkan

terjadinya tarik-menarik antarpartikel dalam sistem gas atau cair

Hibridisasi Penggabungan

Ikatan hidrogen Ikatan yang terbentuk antara atom H pada molekul polar dengan atom berelektronega- tivitas tinggi

Molekul Hasil penggabungan secara kimia dua

atom atau lebih

Orbital atom Daerah di sekitar inti atom yang meru- pakan tempat elektron bergerak sehingga elektron- elektron paling mungkin ditemukan di sini

Elektron valensi Jumlah elektron yang terdapat pada kulit paling luar dari sebuah atom netral PEB Pasangan elektron bebas

PEI Pasangan elektron ikatan

G l o s a r i u m

R a n g k u m a n

Secara umum, materi yang terkait dengan teori do-

main dapat digambarkan dengan diagram berikut. 1. Bentuk molekul adalah gambar- an tentang susunan atom dalam molekul berdasarkan susunan ruang pasangan elektronnya, baik pasangan elektron bebas maupun ikatan. Bentuk molekul dapat ditentukan dengan teori VSEPR dan teori hibridisasi. 2. Gaya antarmolekul memenga-

ruhi bagaimana sifat kepolaran molekul dan bentuk molekul pada suhu tertentu. Terdapat 3 gaya antarmolekul, yaitu Gaya London, gaya tarik dipol-dipol, dan gaya yang ditimbulkan oleh ikatan hidrogen.

3. Kekuatan gaya antarmolekul: Gaya London < Gaya Van der Walls < Ikatan hidro- gen

Gaya Tarik Antarmolekul

Memengaruhi • sifat fisis molekul • bentuk molekul

Gaya London Gaya Tarik Dipol-dipol Ikatan Hidrogen Teori Domain Elektron

A Pilihlah jawaban yang tepat.

1. Senyawa di bawah ini memiliki PEB ber- jumlah 1, kecuali ….

A. SO2 D. TeCl4

B. NH3 E. IF5

C. H2O

2. Urutan yang benar dari kekuatan gaya to- lakan PEB dan PEI adalah ….

A. PEB-PEI > PEB-PEB > PEI-PEI B. PEB-PEI > PEI-PEI > PEB-PEB C. PEI-PEI > PEB-PEB > PEB-PEI D. PEB-PEI > PEB-PEB = PEI-PEI E. PEB-PEB > PEB-PEI > PEI-PEI 3. Ukuran dan bentuk molekul sangat ber-

manfaat bagi kita dalam menjelaskan be- berapa hal, kecuali ….

A. kelarutan senyawa B. titik didih senyawa C. titik leleh senyawa D. pH senyawa

E. interaksi molekuler senyawa 4. Bentuk molekul senyawa SF6 adalah ….

A. oktahedral B. linear

C. trigonal bipiramida D. segi empat datar E. tetrahedaral

5. Senyawa berikut yang mempunyai ikatan hidrogen adalah …. A. HF, HCl, dan H2O B. HF, NH3, dan HCl C. NH3, H2O, dan HCl D. HF, H2O, dan NH3 E. HF, HCl, dan HBr 6. Gaya London terjadi antar ….

A. atom non logam B. molekul kovalen

C. molekul yang sangat polar D. molekul yang non polar

7. H2O mempunyai titik didih lebih tinggi dari H2S karena ….

A. H2O mempunyai ikatan hidrogen B. Mr H2S lebih besar

C. Mr H2O lebih kecil

D. H2S mempunyai Gaya London E. H2S mempunyai perbedaan keelektro-

negatifan <1,7

8. HCl tergolong senyawa polar karena …. A. mempunyai perbedaan keelektronega-

tifan = 0

B. mempunyai perbedaan elektronega- tivitas besar

C. HCl mempunyai ikatan hidrogen D. mempunyai Mr yang besar E. bentuk molekulnya simetris

9. Di bawah ini adalah senyawa non-polar,

kecuali ….

A. H2 D. HCl

B. Cl2 E. CCl4

C. CH4

10. H2O dapat bercampur dengan HCl karena …. A. H2O polar

B. H2O non polar

C. keduanya tergolong senyawa polar D. keduanya tergolong senyawa non polar E. H2O merupakan pelarut universal 11. Senyawa HF mempunyai beda potensial

terbesar dibandingkan senyawa halida dari hidrogen lain karena ….

A. HF tergolong senyawa non logam B. Mr HF paling besar

C. HF mempunyai ikatan hidrogen D. memiliki perbedaan muatan dipol = 0 E. bentuk molekulnya simetris

12. Senyawa berikut yang bersifat paling polar adalah ….

A. BeF2 D. NF3 B. BF3 E. F2 C. CF

Kimia Kelas XI

36

13. Kemungkinan terjadinya dipol sesaat dari yang paling polar terdapat pada senyawa …. A. 2-etil-2-metilpropana

B. normal heksana C. 2,2-dimetilbutana D. 2-etilbutana E. 2,3-dimetilbutana

14. Isomer heksana di bawah ini yang mempu- nyai titik didih tertinggi adalah ….

A. (CH3)3CCH2CH3 B. (CH3)2CHCH(CH3)2 C. (CH3)2CHCH2CH2CH3 D. CH3CH2CH(CH3)CH2CH3 E. CH3CH2CH2CH2CH2CH3

15. Titik didih yang paling besar dimiliki oleh …. A. Cl2 D. F2

B. H2 E. Br2

C. O2

16. Bagaimana perubahan kekuatan Gaya Lon- don dari helium ke argon?

A. Kekuatan bertambah, karena bertambah massa atom relatifnya.

B. Kekuatan berkurang, karena berkurang massa atom relatifnya.

C. Kekuatan bertambah, karena berkurang massa atom relatifnya.

D. Kekuatan berkurang, karena bertambah massa atom relatif.nya

E. Kekuatan tetap, karena golongan gas mulia bersifat inert.

17. Alkohol dan eter mempunyai rumus molekul sama, tetapi titik didih alkohol lebih tinggi dari eter karena ….

A. alkohol bersifat polar B. alkohol berupa zat cair C. eter berupa gas

D. eter memiliki Gaya London E. alkohol memiliki ikatan hidrogen 18. Di bawah ini senyawa yang mempunyai

titik didih terendah adalah …. A. n-oktana

B. siklooktana

C. 2, 2-dimetilheksana D. 2, 3, 4-trimetilpentana E. 3, 3-dimetilheksana

19. Senyawa yang mempunyai Gaya Van der Walls adalah …. A. HF B. NH3 C. H2O D. CH4 E. NaCl

20. Senyawa di bawah ini hanya memiliki Gaya London dan gaya tarik dipol-dipol, kecuali ….

A. HCl D H2S

B. HF E. SO2

C. NO

B Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut.

1. Bagaimanakah kita dapat menentukan ben- tuk geometri suatu molekul? Terangkan. 2. Tuliskan notasi VSEPR dan bentuk molekul

dari PCl5, baik berdasarkan teori VSEPR maupun berdasarkan teori hibridisasi. 3. Sebutkan 3 unsur yang membentuk ikatan

hidrogen dan berilah contoh senyawanya. 4. Bagaimana pengaruh sifat fisis unsur yang

mempunyai ikatan Van der Walls? Jelaskan. 5. Tentukan urutan dari yang terkecil untuk ti- tik didih unsur-unsur: Cl2, N2, O2, dan H2. 6. Jelaskan terjadinya ikatan London pada un-

sur N≡N.

7. Manakah yang mempunyai titik didih lebih tinggi, C3H6= C2H4 atau C5H12? Jelaskan alasannya.

8. Jelaskan bagaimana gaya tarik dipol-dipol terjadi.

9. Jelaskan mengapa H2O (titik didih 100 C) mempunyai titik didih lebih tinggi dari kloroform CHCl3 (titik didih 61,7 C). 10. Mengapa gaya tarik molekul pada zat padat

lebih besar dibandingkan gaya tarik pada zat cair? Jelaskan.

Termokimia

www

.ebibleteacher

.comimagescampfir

e.com

M

asih teringat rasanya dekat dengan api unggun, bukan? Di tengah dinginnya malam di alam terbuka kita dihangatkan oleh nyala api dari kayu bakar. Mengapa bisa timbul rasa hangat? Ternyata, kehangatan itu berasal dari panas yang dihasilkan nyala api kayu bakar.

Kayu mengandung karbon dan unsur serta senyawa lainnnya yang apabila dibakar dengan oksigen akan menghasilkan suatu energi berupa panas (kalor). Kalor pembakatran inilah yang menghangatkan tubuh kita. Bagaimana cara kita mengetahui berapa kalor pembakaran yang dihasil- kan, akan kita dapatkan melalui materi dalam bab ini.

B a b

III

Kimia Kelas XI

38

Kata Kunci

• Azas kekekalan energi • Sistem • Lingkungan • Kalor • Eksoterm • Endoterm • Entalpi • Siklus Hess

Germain Henri Hess (1802- 1850) adalah kimiawan dari Rusia. Ia merupakan pioner dalam termokimia dan seb- agai doktor yang memfor- mulasikan Hukum Hess.

www.cartage.org.lb

www

.caton.org

Gambar 3.1

(a) Ahli kimia sedang menerapkan termokimia.

(b) Mesin pabrik yang telah diperhitungkan energinya oleh ahli teknik kimia. (b) (a)

www

.meddings.co

.uk

Dalam mempelajari termokimia, kalian akan mendiskusikan tentang hukum kekekalan energi, sistem dan lingkungan, reaksi eksoterm dan endoterm, serta pengertian entalpi (perubahan energi) dan perubahan- nya. Kalian juga akan melakukan percobaan penentuan entalpi dengan kalorimeter. Setelah mempelajari bab ini pula, kalian akan mampu meng- hitung perubahan entalpi reaksi melalui percobaan, melalui diagram siklus Hess, data entalpi pembentukan standar, dan melalui energi ikatan.