Tarik Menarik Antar Kutub HCl

Dalam vs Antar Molekul

Ikatan penyusun suatu molekul jauh lebih kuat dan berbeda jenisnya dari gaya yang menarik molekul tersebut dengan molekul tetangganya.

Bayangkan dua orang yang baju kainnya dijahit menjadi satu kesatuan tubuh boneka. Jahitan benang yang mengikat kedua orang itu menjadi satu boneka utuh adalah gambaran dari ikatan intramolekul (ikatan kovalen di dalam molekul). Sementara itu, jika boneka tersebut diberi tempelan magnet di dadanya sehingga bisa saling menempel pelan dengan boneka lain di sekitarnya, tarikan antar boneka inilah yang kita sebut sebagai gaya antarmolekul.

Perbandingan ikatan kovalen kuat di dalam molekul HCl dengan gaya antarmolekul yang lemah antarmolekul HCl.

Dalam sampel cairan hidrogen klorida ($\text{HCl}$) murni, molekul-molekul $\text{HCl}$ hadir sebagai unit partikel tersendiri yang utuh. Mereka tidak melebur membentuk ikatan kimia baru, melainkan hanya saling tarik secara fisik.

Sebagai perbandingan, energi yang dibutuhkan untuk memutuskan ikatan kovalen $\text{H–Cl}$ di dalam molekul adalah sekitar $431\text{ kJ/mol}$, sedangkan energi yang dibutuhkan untuk sekadar menguapkan cairan $\text{HCl}$ (memutuskan gaya tarik antarmolekulnya) hanya sekitar $16\text{ kJ/mol}$. Perbedaan energi ini menegaskan bahwa interaksi antarmolekul jauh lebih lemah dibandingkan ikatan kimia di dalam molekul.

Kutub Permanen Cairan Murni

Molekul polar dengan perbedaan elektronegativitas tinggi membentuk dua kutub berlawanan secara tetap, yang disebut dipol permanen.

Pada molekul $\text{HCl}$, atom hidrogen dan klorin berbagi sepasang elektron melalui ikatan kovalen. Berdasarkan skala Pauling, atom klorin memiliki nilai elektronegativitas sebesar $3{,}16$, sedangkan atom hidrogen memiliki nilai $2{,}20$. Karena klorin memiliki kecenderungan menarik elektron ikatan yang lebih kuat, pasangan elektron ikatan lebih condong ke arah klorin. Akibatnya, terbentuk pemisahan muatan yang stabil: atom $\text{H}$ bermuatan parsial positif ($\delta+$) dan atom $\text{Cl}$ bermuatan parsial negatif ($\delta-$).

Kehadiran kutub muatan ini berlangsung terus-menerus di setiap molekul $\text{HCl}$, bukan sekadar imbas sesaat akibat pergeseran elektron acak seperti pada molekul nonpolar. Oleh sebab itu, interaksi pada cairan ini bukan disebabkan oleh dipol terinduksi (menggugurkan Opsi D).

Dalam sampel cairan bromin klorida (BrCl) murni, interaksi dominan yang bekerja antarmolekulnya bukanlah interaksi ion-dipol. Apa alasan utama mengapa interaksi pada BrCl murni bukan ion-dipol?

  • Bromin klorida adalah senyawa nonpolar sehingga tidak memiliki kutub muatan sama sekali.
  • Senyawa BrCl murni berupa molekul diskret yang saling berikatan kovalen, tidak terpecah menjadi ion-ion bermuatan penuh.
  • Cairan murni pasti memecah semua senyawanya menjadi ion positif dan negatif sepenuhnya.
  • Karena elektron dari Br diinduksi sementara oleh unsur lain di dalam senyawa tersebut.

Jawaban: Senyawa BrCl murni berupa molekul diskret yang saling berikatan kovalen, tidak terpecah menjadi ion-ion bermuatan penuh.

Gaya ion-dipol hanya bisa terjadi jika ada kation atau anion bebas (misalnya garam dapur yang dilarutkan dalam air). Dalam cairan murni kovalen polar seperti BrCl maupun HCl, molekul tetap utuh sebagai molekul netral berdipol permanen dan tidak terionisasi, sehingga interaksi yang terbentuk adalah gaya dipol-dipol permanen. Pengecoh A salah karena perbedaan elektronegativitas Br dan Cl membentuk molekul polar; pengecoh C salah karena cairan kovalen tidak terionisasi; dan pengecoh D keliru menyamakan dipol permanen dengan dipol terinduksi.

Molekul kovalen polar dalam cairan murni tidak terdisosiasi menjadi ion, sehingga gaya dominannya adalah dipol-dipol permanen, bukan ion-dipol.

Dominasi Tarikan Kutub

Gaya dipol-dipol lebih kuat dan lebih dominan daripada gaya London pada interaksi antar molekul polar kecil.

Ilustrasi orientasi kutub positif dan negatif antarmolekul HCl dalam wujud cair.

Ketika molekul-molekul $\text{HCl}$ berada dalam wujud cair, ujung kutub positif ($\delta+$) pada atom $\text{H}$ dari satu molekul akan secara spontan mengarahkan diri dan tertarik ke ujung kutub negatif ($\delta-$) pada atom $\text{Cl}$ milik molekul tetangganya. Interaksi tarik-menarik elektrostatik antarkutub tetap inilah yang dinamakan gaya dipol-dipol permanen (Opsi C).

Semua molekul, baik polar maupun nonpolar, memang memiliki gaya dispersi atau gaya London (Opsi A) akibat fluktuasi sesaat awan elektron. Namun, pada cairan senyawa polar berukuran kecil seperti $\text{HCl}$, tarikan elektrostatik dari dipol permanen jauh lebih kuat dan menjadi gaya spesifik yang mendominasi perilaku serta sifat fisik cairan tersebut.