Postingan
kali ini kita akan membahas mengenai polarisabilitas. Pada dasar nya
polarisabilitas berbeda dengan polarisasi. Polarisasi adalah peristiwa perubahan
arah getar gelombang cahaya yang acak menjadi satu arah getar sedangkan
polarisabilitas adalah kemampuan molekul untuk mengimbas molekul lain atau
membentuk dipol sesaat
Polarisabilitas ini berkaitan dengan massa molekul relatif (Mr)
dan bentuk molekul. Pada umumnya, makin banyak jumlah elektron, makin mudah
mengalami polarisasi. Karena jumlah elektron berkaitan dengan Mr, maka
semakin besar Mr, semakin kuat gaya London. Elektron pada suatu atom mengalami pergerakan dalam orbital. Pergerakan
atau perpindahan elektron pada suatu atom dapat mengakibatkan tidak meratanya
kepadatan elektron pada atom, sehingga atom tersebut mempunyai satu sisi dipol
dengan muatan lebih negatif dibandingkan sisi yang lain. Pergerakan
ini menimbulkan dipol sesaat. Gambar dibawah ini menggambarkan perbedaan
sebaran elektron pada orbital normal dan orbital yang mengalami dipol sesaat.
Adanya dipol sesaat menyebabkan molekul yang bersifat non-polar menjadi
bersifat agak polar.
Dipol sesaat
pada suatu atom dapat mengimbas atom yang berada di sekitarnya sehingga
terjadilah dipol terimbas yang menyebabkan gaya tarik-menarik antara dipol
sesaat dengan dipol terimbas. Gaya ini yang disebut sebagai Gaya London.
Pergerakan
elektron yang mengakibatkan dipol sesaat dalam suatu molekul akan bertambah
besar apabila molekul tersebut memiliki jumlah elektron yang semakin besar
pula. Pergerakan elektron yang mengakibatkan dipol sesaat dalam suatu molekul
disebut polarisabilitas. Jumlah elektron yang besar berkaitan dengan massa
molekul relatif (Mr) molekul tersebut, sehingga semakin besar Mr suatu molekul,
maka semakin besar polarisabilitasnya dan semakin besar pula Gaya Londonnya.
Bagaimana
perbandingan Gaya London antara 2 molekul yang mempunyai Mr yang sama? Molekul
dengan struktur panjang mempunyai kemungkinan lebih besar untuk mengalami dipol
sesaat atau lebih mudah mengalami polarisabilitas. Hal ini dikarenakan molekul
dengan struktur panjang mempunyai bidang yang lebih luas bila dibandingkan
dengan molekul yang memiliki struktur lebih rapat dan kecil. Neopentana dan
normal pentana merupakan contoh 2 molekul dengan Mr sama. Lihatlah Gambar (a)
dan (b) di bawah untuk mengetahui bentuk molekulnya.
Molekul
dengan struktur panjang mudah mengalami polarisasi dibandingkan molekul dengan
struktur yang rapat dan kecil.
Polarisabilitas
sangat berkaitan dengan gaya London. Gaya London pertama kali ditemukan oleh
seorang ahli fisika dari Jerman, Fritz London, pada tahun 1930. Gaya London
adalah gaya tarikan lemah yang disebabkan oleh dipol imbasan sekejap atau
sesaat yang terjadi karena adanya pergerakan elektron dalam suatu orbital.
Pergerakan tersebut dapat mengakibatkan tidak meratanya kepadatan elektron pada
atom, sehingga atom tersebut mempunyai satu sisi dipol dengan muatan lebih
negatif dibandingkan sisi yang lain. Mudahnya suatu atom untuk membentuk dipol
sesaat disebut dengan polarisabilitas. Dipol – dipol ini dikatakan sesaat
karena pergerakan elektronnya milyaran kali dalam satu detik.
Dipol sesaat
pada suatu atom dapat mengimbas (menginduksi) atom yang berada di sekitarnya
sehingga terjadi dipol terimbas. Hal tersebut yang menyebabkan terjadinya gaya
tarik-menarik antara dipol sesaat dengan dipol terimbas.
Pergerakan
elektron yang mengakibatkan dipol sesaat dalam suatu molekul akan bertambah
besar apabila molekul tersebut memiliki jumlah elektron yang semakin besar
pula. Jumlah elektron yang besar berkaitan dengan massa molekul relatif (Mr)
molekul tersebut, sehingga semakin besar Mr suatu molekul, maka semakin besar
polarisabilitasnya dan semakin besar pula Gaya Londonnya.Molekul dengan
struktur panjang mempunyai kemungkinan lebih besar untuk mengalami dipol sesaat
atau polarisabilitas. Hal ini dikarenakan molekul dengan struktur panjang
mempunyai bidang yang lebih luas bila dibandingkan dengan molekul yang memiliki
struktur lebih rapat dan kecil.
Kekuatan gaya
London bergantung pada beberapa faktor, antara lain kerumitan molekul dan
ukuran molekul.Molekul yang lebih besar mempunyai tarikan lebih besar dari pada
molekul berukuran kecil, sehingga mudah terjadi kutub listrik sesaat yang
menimbulkan gaya london besar.Dalam satu golongan dari atas ke bawah, ukurannya
bertambah besar, sehingga gaya londonnya juga semakin besar.
Gaya London
biasanya terjadi pada gas mulia yang mempunyai keelektronegatifan nol (stabil).
Contohnya pada Neon, dimana gas Neon bisa dicairkan pada suhu yang tinggi atau
rendah. Pada suhu yang sangat rendah atom-atom Neon akan saling berdekatan
sehingga kestabilan elektronnya akan terganggu. Hal ini menyebabkan dalam atom
Neon terbentuk dua kutub (dipol) antara molekul yang sama. Dipol ini membentuk
ikatan sehingga Neon berubah menjadi cair. Dipol ini bersifat sementara, karena
elektron selalu bergerak dalam orbital sehingga pada saat berikutnya dipol itu
hilang.
Elektron akan senantiasa bergerak dalam orbital. Perpindahan
elektron dari satu orbital ke orbital lain mengakibatkan suatu molekul yang
tadinya bersifat nonpolar dapat menjadi polar. Sehingga timbul dipol (polar)
sesaat. Dipol tersebut disebut sesaat karena dapat berubah jutaan kali setiap
detiknya. Hal ini disebabkan adanya tarikan antara elektron satu molekul dan
inti molekul lain.
Berdasarkan
gambar di atas dapat dijelaskan sebagai berikut.
- Molekul nonpolar mempunyai sebaran muatan lautan elektron setimbang dan simetris dalam keadaan normal, elektron terdistribusi merata dalam molekul.
- Pada waktu-waktu tertentu (sesaat) dapat terjadi pengutuban atau pembentukan dipol yang disebut dipol sesaat.
- Sisi bermuatan parsial negatif dari dipol sesaat akan mempengaruhi kerapatan elektron molekul terdekat sehingga membentuk dipol, hal ini memungkinkan dua molekul membentuk ikatan yang disebut gaya London.
- Gaya tarik-menarik ini hanya berlangsung sesaat, dikarenakan dipol sesaat dan terimbas muncul mengikuti fluktuasi elektron.
Molekul mempunyai sifat polarisabilitas berbeda-beda. Pada
umumnya molekul dengan jumlah elektron yang besar akan lebih mudah mengalami
polarisabilitas. Jika semakin besar nomor massa molekul relatif, maka semakin
kuat pula gaya London yang bekerja pada molekul itu. Misal, dua molekul propana
saling menarik dengan kuat dibandingkan dua molekul metana. Molekul dengan
distribusi elektron besar lebih kuat saling menarik daripada molekul yang
elektronnya kuat terikat. Misal molekul I2 akan saling tarik-menarik
lebih kuat daripada molekul F2 yang lebih kecil.
Dengan demikian titik didih I2 akan lebih besar
jika dibandingkan dengan titik didih F2. Molekul yang mempunyai
bentuk molekul panjang lebih mudah mengalami polarisabilitas dibandingkan
dengan molekul dengan bentuk simetris. Misal deretan hidrokarbon dengan rantai
cabang akan mempunyai titik didih lebih rendah jika dibandingkan dengan
hidrokarbon dengan rantai lurus. Normal butana mempunyai titik didih lebih
tinggi dibandingkan isobutana yang memiliki rantai cabang.
Sumber
:
https://id.wikipedia.org
