Halaman
Modul Kimia Kelas X KD 3.7@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN2INTERAKSI ANTARMOLEKULKIMIA KELAS XPENYUSUNMuhammad Fadli RasyidSMAN 7 TANJUNG PINANG
Modul Kimia Kelas X KD 3.7@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN3DAFTAR ISIPENYUSUN.............................................................................................................................................2DAFTAR ISI............................................................................................................................................3GLOSARIUM...........................................................................................................................................4PETA KONSEP.......................................................................................................................................5PENDAHULUAN...................................................................................................................................6A. Identitas Modul...........................................................................................................6B. Kompetensi Dasar.......................................................................................................6C. Deskripsi Singkat Materi............................................................................................6D. Petunjuk Penggunaan Modul......................................................................................6E. Materi Pembelajaran...................................................................................................7KEGIATAN PEMBELAJARAN 1.......................................................................................................8INTERAKSI ANTAR MOLEKUL.......................................................................................................8A.Tujuan Pembelajaran..................................................................................................8B.Uraian Materi..............................................................................................................8C.Rangkuman...............................................................................................................12D.Penugasan Mandiri (optional)...................................................................................12E.Latihan Soal ............................................................................................................13F.Penilaian Diri............................................................................................................16KEGIATAN PEMBELAJARAN 2.....................................................................................................17HUBUNGAN INTERAKSI ANTAR MOLEKUL DENGAN SIFAT FISIK ZAT.....................17A.Tujuan Pembelajaran................................................................................................17B.Uraian Materi............................................................................................................17C.Rangkuman...............................................................................................................20D.Penugasan Mandiri...................................................................................................20E.Latihan Soal..............................................................................................................22F.Penilaian Diri............................................................................................................25EVALUASI.............................................................................................................................................26DAFTAR PUSTAKA............................................................................................................................29
Modul Kimia Kelas X KD 3.7@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN4GLOSARIUMGaya London:Gaya tarik menarik yang sifatnya lemah antara atom atau molekul yang timbul dari pergerakan elektron yang acak disekitar atom-atomGaya Van Der Waals:Gaya Tarik menarik yang terjadi antara Ikatan Hidrogen:Ikatan yang terjadi antara atom H dengan atom lain yang memiliki pasangan elektron bebasMomen Dipol:Tingkat kepolaran molekulTitik Didih:Suhu ketika tekanan uap sebuah zat cair sama dgn tekanan eksternal yg dialami oleh cairanTitik Leleh:Titik leleh adalah temperatur dimana zat padat berubah wujud menjadi zat cair pada tekanan suatu atmosferSenyawa Polar:Senyawa yang terbentuk dari suatu ikatan antar electron pada unsur unsurnya karena memiliki kelektronegatifan yang berbeda.Senyawa Non Polar:Senyawa yang terbentuk dari suatu ikatan antar electron pada unsur unsurnya karena memiliki kelektronegatifan yang hamper sama.
Modul Kimia Kelas X KD 3.7@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN5PETA KONSEPInteraksi Antar MolekulGaya Van Der WaalsGaya Dipol-DipolGaya Dipol PermanenGaya Dipol TerimbasGaya LondonIkatan HidrogenPengaruh pada Sifat Fisik Zat(Titik Didih, Titik Leleh, Wujud Zat)
Modul Kimia Kelas X KD 3.7@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN6PENDAHULUANA. Identitas ModulMata Pelajaran: KimiaKelas/Semester: X/ SatuAlokasi waktu : 6 jam pelajaran (2x pertemuan)Judul Modul: Antar MolekulB. Kompetensi Dasar3.7Menghubungkaninteraksi antar ion,atomdan molekul dengan sifat fisikazat4.7Menerapkan prinsipinteraksi antarion, atomdan molekuldalam menjelaskansifat-sifatfisik zat di sekitarnyaC. Deskripsi Singkat MateriPernahkah kalian berfikir mengapa benda –benda ini begitu berbeda? Mengapa belerang sangat rapuh dan tidak dapat ditempa seperti besi? Mengapa lilin meleleh jika dipanaskan, sedangkan kertas atau kayu tidak? Mengapa air dapat membeku menjadi es? Mengapa kita menggunakan grafit untuk pensil, bukan arang atau intan padahal ketiganya sama –sama karbon? Mengapa air dan minyak tidak memiliki titik didih yang sama?Sama sepertikalimat, setiap kata dan kalimat yang memberi arti berbeda tergantung pada bagaimana kalian merangkainya, sifat –sifat benda atau senyawa juga tergantung pada unsur dan bagaimana cara unsur itu bergabung. Dalam modul ini kita akan mempelajari interaksi antara ion,atom dan molekul dengan sifat zat. D. Petunjuk Penggunaan ModulUntuk mempelajari materi ini, terdapat materi prasyarat yang harus dipahami yakni materi Ikatan Kimia pada KD sebelumnya. Agar modul dapat digunakan secara maksimal maka kalian diharapkan melakukan langkah-langkah sebagai berikut :1.Pelajari dan pahami peta materi yang disajikan dalam setiap modul2.Pelajari dan pahami tujuan yang tercantum dalam setiap kegiatan pembelajaran3.Pelajari uaraian materi secara sistematis dan mendalam dalam setiap kegiatan pembelajaran.4.Lakukan pengerjaan tugas untuk mengetahui tingkat penguasaan materi.5.Lakukan pengerjaan latihan untuk mengetahui tingkat penguasaan materi6.Diskusikan dengan guru atau teman jika mengalami kesulitan dalam pemahaman materi.7.Lanjutkan pada modul berikutnya jika sudah mencapai ketuntasan yang diharapkan.
Modul Kimia Kelas X KD 3.7@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN7E.Materi PembelajaranModul ini terbagi menjadi 2kegiatan pembelajarandandi dalamnya terdapat uraian materi, contoh soal, soal latihan dan soal evaluasi.Pertama :Interaksi Antar Molekul Kedua : Hubungan Interaksi Antar Molekul dengan Sifat Fisik Zat.
Modul Kimia Kelas X KD 3.7@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN8KEGIATAN PEMBELAJARAN 1INTERAKSI ANTAR MOLEKULA.Tujuan PembelajaranSetelah kegiatan pembelajaran 1 ini diharapkankalian dapat :1.menjelaskan tentang interaksiantar molekul.2.membedakan senyawa polar dan non polar melalui data momen dipolB.Uraian MateriDalam kehidupan sehari-hari, kita menemukan berbagai jenis zat yang partikelnya berupa molekul dan berbeda fasa. Dalam fasa gas, pada suhu tinggi dan tekanan yang relatif rendah (jauh di atas titik didihnya), molekul-molekul benar-benar berdiri sendiri, tidak ada gaya tarik antarmolekul. Akan tetapi, pada suhu yang relatif rendah dan tekanan yang relatif tinggi, yaitu mendekati titik embunnya, terdapat suatu gaya tarik-menarik antarmolekul. Gaya tarik menarik antar molekul itulah yang memungkinkan suatu gas dapat mengembun. (James E. Brady, 1990).Molekul-molekul dalam zat cair atau dalam zat padat diikat oleh gaya tarikmenarik antar molekul. Oleh karena itu, untuk mencairkan suatu zat padat atau untuk menguapkan suatu zat cair diperlukan energiuntuk mengatasi gaya tarik-menarik antar molekul. Makin kuat gaya tarik antar molekul, makin banyak energi yang diperlukan untuk mengatasinya, maka semakin tinggi titik cair atau titik didih.1.Gaya Van Der WaalsKejadian ini disebabkan adanya gaya tarik-menarik antara inti atom dengan elektron atom lain yang disebut gaya tarik menarik elektrostatis (gaya coulomb). Umumnya terdapat pada senyawa polar.Untuk molekul non polar, gaya Van der waals timbul karena adanya dipol-dipol sesaat atau gaya London.Gaya Van der Waals bekerja bila jarak antar-molekul sudah sangat dekat, tetapi tidak melibatkan terjadinya pembentukan ikatan antar atom. Misalnya, pada Gaya Van Der Waals merupakan salah satu jenis gaya tarik menarik diantara molekul. Gaya ini timbul dari gaya London dan gaya antardipol-dipol. Jadi, gaya Van Der Waals dapat terjadi pada molekul nonpolar maupun molekul polar.Gaya ini diusulkan pertama kalinya oleh Johannes Van der Waals (1837-1923). Konsep gaya tarik antar molekul ini digunakan untuk menurunkan persamaan tentang zat-zat yang berada pada fase gas.
Modul Kimia Kelas X KD 3.7@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN9suhu -160°C molekul Cl2akan mengkristal dalam lapisan tipis, dan gaya yang bekerja untuk menahan lapisan-lapisan tersebut adalah gaya Van der Waals.Paling sedikit terdapat tiga gaya antarmolekul yang berperan dalam terjadinya gaya Van der Waals, yaitu gaya orientasi, gaya imbas, dan gaya dispersi.a.Gaya orientasi/Gaya dipol-dipolGaya orientasi terjadi pada molekul-molekul yang mempunyai dipol permanen atau molekul polar. Antar aksi antara kutub positif dari satu molekul dengan kutub negatif dari molekul yang lain akan menimbulkan gaya tarik menarik yang relatif lemah. Gaya inimemberi sumbangan yang relatif kecil terhadap gaya Van der Waals secara keseluruhanGambar 1. Gaya dipol-dipolKekuatan gaya orientasi ini akan semakin besar bila molekul-molekul tersebut mengalami penataan dengan ujung positif suatu molekul mengarah ke ujung negatif dari molekul yang lain.b.Gaya imbas/Gaya dipol-dipol terinduksiGaya imbas terjadi bila terdapat molekul yang dipol permanen berinteraksi dengan molekul dipol sesaat dengan dipol permanen. Adanya molekul-molekul polar akan menyebabkanimbasan dari kutub molekul polar kepada molekul nonpolar, sehingga elektron-elektron dari molekul nonpolar tersebut mengumpul pada salah satu sisi molekul (terdorong atau tertarik), yang menimbulkan terjadinya dipol sesaat pada molekul nonpolar tersebutTerjadinya dipol sesaat akan berakibat adanya gaya tarik-menarik antardipol tersebut yang menghasilkan gaya imbas. Gaya imbas juga memberikan andil yang kecil terhadap keseluruhan gaya Van der Waals.Gambar 2. Gaya dipol-dipol terinduksiJarak antar molekul yang berjauhan mengakibatkan molekul nonpolar (Cl2) belum terjadi imbas, tetapi bila sudah dekat akan terjadi imbasan. Molekul polar (H2O) mempunyai dipol permanen. Akibat terimbas, molekul nonpolar (Cl2) akan menjadi dipol permanen2.Gaya London/Gaya Dispersi/Gaya Tari Menarik dipol Sesaat-dipol TerimbasGaya London adalah gaya tarik menarik yang sifatnya lemah antara atom atau molekul yang timbul dari pergerakan elektron yang acak disekitar atom-atom. Karena elektron bergerak secara acak disekitar inti atom, maka suatu saat terjadi ketidakseimbangan muatan didalam atom. Akibatnya terbentuk dipol sesaat.
Modul Kimia Kelas X KD 3.7@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN10Dipol-dipol yang berlawanan arah ini saling berikatan walau sifatnya lemah. Adanya gaya-gaya ini terutama terdapat pada molekul-molekul nonpolar yang dikemukakan pertama kalinya oleh Fritz London.Perhatikan Gambar 3, setiap atom helium mempunyai sepasang elektron. Apabila pasangan elektron tersebut dalam peredarannya berada pada bagian kiri atom, maka bagian kiri atom tersebut menjadi lebih negatif terhadap bagian kanan yang lebih positif. Akan tetapi karena pasangan elektron selalu beredar maka dipol tadi tidak tetap, selalu berpindah-pindah (bersifat sesaat). Polarisasi pada satu molekl akan mempengaruhi molekul tetangganya, Antara dipol-dipol sesaat tersebut terdapat suatu gaya tarik menarik yang mempersatukan molekul-molekul nonpolar dalam zat cair atau zat padat.Gambar 3. Dua skema yang menggambarkan pembentukan dipol sesaatpada atom-atom heliumBerdasarkan gambar di atas dapat dijelaskan sebagai berikut.1.Molekul nonpolar mempunyai sebaran muatan lautan electron setimbang dan simetris dalam keadaan normal, electron terdistribusi merata dalam molekul.2.Pada waktu-waktu tertentu (sesaat) dapat terjadi pengutuban atau pembentukan dipol yang disebut dipol sesaat.3.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 .4.Gaya tarik-menarik ini hanya berlangsung sesaat, dikarenakan dipol sesaat dan terimbas muncul mengikuti fluktuasi elektron.Gambar 4. Terjadinya dipol sesaat
Modul Kimia Kelas X KD 3.7@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN113.Ikatan HidrogenAntara molekul-molekul yang sangat polar dan mengandung atom hidrogen terjadi ikatan hidrogen. Titik didih senyawa “hidrida” dari unsur-unsur golongan A, VA, VIA, dan VIIA, diberikan pada gambar berikut.Gambar 5. Titik didih senyawa hidrida dari unsur-unsur golongan IVA, VA, VIA, dan VIIA.(Sumber: Chemistry,The Molecular Nature of Matter and Change, Martin S. Silberberg.2000)Perilaku normal ditunjukkan oleh senyawahidrida dari unsur-unsur golongan IVA, yaitu titik didih meningkat sesuai dengan penambahan massa molekul. Kecenderungan itu sesuai dengan yang diharapkan karena dari CH ke SnH massa molekul relatif meningkat, sehingga gaya Van der Waals juga makin kuat. Akan tetapi, ada beberapa pengecualian seperti yang terlihat pada gambar, yaitu HF, H2O, dan NH3. Ketiga senyawa itu mempunyai titik didih yang luar biasa tinggi dibandingkan anggota lain dalam kelompoknya. Fakta itu menunjukkan adanya gaya tarik-menarik antarmolekul yang sangat kuat dalam senyawa-senyawa tersebut. Walaupun molekul HF, H2O, dan NH3bersifatpolar,gaya dipol-dipolnya tidak cukup kuat untuk menerangkan titik didih yang mencolok tinggi itu.Perilaku yang luar biasa dari senyawa-senyawa yang disebutkan di atasdisebabkan oleh ikatan lain yang disebut ikatan hidrogen (James E. Brady, 2000). Oleh karena unsur F, O, dan N sangat elektronegatif, maka ikatan F –H, O –H, dan N –H sangat polar, atom H dalam senyawa-senyawa itu sangat positif. Akibatnya, atom H dari satu molekul terikat kuat pada atom unsur yang sangat elektronegatif (F, O, atau N) dari molekul tetangganya melalui pasangan elektron bebas pada atom unsur berkeelektronegatifan besar itu. Ikatan hidrogen dalam H2O disajikan pada gambar berikut :Gambar 6. Molekul polar air (kiri) dan ikatan hidrogen pada air (kanan). (Sumber: Chemistry, The Molecular Nature of Matter and Change, Martin S. Silberberg. 2000.)
Modul Kimia Kelas X KD 3.7@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN12C.Rangkuman1.Interaksi antara atom -atom dalam senyawa atau kumpulan molekul dalam senyawa yang mengalami gaya tarik menarik disebut gaya antarmolekul. Gaya antarmolekul berkaitan erat dengan sifat fisik zat yang bersangkutan. 2.Interaksi pada senyawa senyawa kimia dibedakan antara interaksi intramolekul dan antar molekul. 3.Interaksi intra molekul terjadi pada sebuah atom dengan atom yang lain yang mengalami gaya tarik menarik untuk membentuk molekul yang disebut dengan ikatan kimia.4.Interaksi antar molekul adalah interaksi kimia yang terjadi antara atom dalam suatu molekul dengan molekul yang lain dengan mengalami gaya tarik menarik.5.Gaya antar molekul berdasarkan kekuatan dari yang terlemah hingga yang terkuat sebagai berikut :6.Gaya Van der Waals merupakan interaksi antar molekul yang sangat lemah. Gaya Van der Waals pada awal abad XX, dikemukakan oleh Johannes Diderik Van der Waals. Gaya ini dibagi dua yaitu gaya london dan gaya tarik dipol.7.Gaya London, merupakan gaya tarik menarik antar molekul nonpolar akibat adanyadipol terimbas yang ditmbulkan oleh perpindahan elektron dari satu orbital ke orbital yang lain membentuk dipol sesaat. Jenis gaya ini umumnya terjadi di antara molekul -molekul kovalen nonpolar.D.Penugasan MandiriMomen dipol (μ) merupakan jumlah vektor dari momen ikatan dan momen pasangan elektron bebas dalam suatu molekul. Molekul dikatakan bersifat polar jika memiliki μ > 0 atau μ ≠ 0 dan dikatakan bersifat nonpolar jika memiliki μ = 0. Titik didih suatu zat itu berbanding lurus dengan momen dipolnya bila massa molar zat-zat tersebut tidak besar perbedaannya. Semakin tinggi momen dipol maka titik didih zat tersebut akan semakin tinggi pula. Bila massa molar memiliki perbedaan yang besar tentu massa molar akan turut mempengaruhi. 1.Perhatikan tabel di bawah ini :a.Berdasarkan hal tersebut, manakah dari kelima senyawa dalam tabel berikut yang diperkirakan memilikititik didih tertinggi?Kemukakan alasanmu!b.Manakah dari kelima senyawa dalam tabel berikut yang diperkirakan memilikititik didih terendah? Kemukan alasanmu!ZatMassa molar(g/mol)Momen dipol(Debye)Propana (CH3CH2CH3)440,1Dimetileter (CH3OCH3)461,3Metilklorida (CH3Cl)501,9Asetaldehid (CH3CHO)442,7Asetonitril (CH3CN)413,9
Modul Kimia Kelas X KD 3.7@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN13E.Latihan Soal1.Perhatikan gambar ilustrasi dari trikloro metana CHCl3:Gaya antar dipol ditunjukkan oleh nomor ....A.(1)B.(2)C.(3)D.(4)E.(5)2.Berikut ini merupakan gambar struktur ikatan tak sebenarnya dari molekul H2O :Ikatan hidrogen pada struktur tersebut terdapat pada nomor ....A.(1)B.(2)C.(3)D.(4)E.(5)3.Gaya London atau gaya dispersi pada molekul-molekul non polar terjadi karena terbentuk ... dan ...A.Dipol permanen dan dipol permanenB.Dipol sesaat dan dipolterinduksiC.Dipol permanen dan dipolsesaatD.Dipol terinduksi dan dipolterinduksiE.IkatanhIdrogen4.Diketahui pasangan-pasangan senyawaberikut.(1)NH3danHF(2)H2O danHCl(3)HF danH2O(4)NH3danHBr(5)NH3danH2S
Modul Kimia Kelas X KD 3.7@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN14Kelompok senyawa yang dapat membentuk ikatan hidrogen adalah ...A.(1) dan(3)B.(1) dan(5)C.(2) dan(3)D.(3) dan (4)E.(4) dan (5)5.Manakah zat berikut yang hanya memiliki gaya dispersi sebagai gaya antarmolekul?A.CH4B.HClC.NH3D.C6H13NH2E.NaCl
Modul Kimia Kelas X KD 3.7@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN15Kunci Jawaban dan Pembahasan Soal LatihanNoKunci JawabanPembahasan1BGaya dipol-dipol muncul akibat adanya interaksi antar molekul polar. Gaya tersebut ditunjukkan oleh no. 22DIkatan hidrogen terbentuk pada senyawa-senyawa sangat polar yang mengandung atom H dan atom yang sangat elektronegatif (F, O, N)pada gambar ditunjukkan nomor 43BGaya dispersi London antara lain gaya dispersi,gayaLondon, atau gaya dipol terinduksi versus dipol terinduksi4ASenyawa yang dapat membentuk ikatan hidrogen adalah senyawa yang mempunyai atom yang sangat elektronegatif (F/O/N) dan atom H yang dapat membentuk jembatan hidrogen (F-H; O-H; N-H) 5AGaya dispersi hanya dimiliki oleh molekul-molekul nonpolar dan atom golongan gas mulia.Cocokkanlah jawaban Anda dengan Kunci Jawaban yang terdapat di bagian akhir modul ini. Hitunglah jawaban yang benar. Kemudian, gunakan rumus berikut untuk mengetahui tingkat penguasaan Anda terhadap materi Kegiatan Belajar 1. Nilai = 𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ𝑆𝑘𝑜𝑟𝑃𝑒𝑟𝑜𝑙𝑒ℎ𝑎𝑛𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ𝑆𝑘𝑜𝑟𝑀𝑎𝑘𝑠𝑖𝑚𝑢𝑚x 100 %Konversi tingkat penguasaan: 90 -100% = baik sekali 80 -89% = baik 70 -79% = cukup < 70% = kurang Apabila mencapai tingkat penguasaan 80% atau lebih, Anda dapat meneruskan dengan Kegiatan Belajar 2. Bagus! Jika masih di bawah 80%, Anda harus mengulangi materi Kegiatan Belajar 1, terutama bagian yang belum dikuasai.Pedoman Penskoran
Modul Kimia Kelas X KD 3.7@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN16F.Penilaian DiriSetelah mempelajari modul ini maka jawablah pertanyaan yang terdapat dalam tabel penilaian diri berikut dengan memberikan tanda centang ( √ )NOPERTANYAANJAWABANYATIDAK1Setelah mempelajari modul ini,sayamengetahui tentang gaya antar molekul2Setelah mempelajari modul ini, saya dapat mengetahui pengaruh momen dipol terhadap tingkat kepolaran3Setelah mempelajari modul ini, saya dapat menentukan urutan urutan kekuatan gaya anta molekul4Setelah mempelajari modul ini, saya dapat menentukan senyawa yang memiliki ikatan hidrogenBila ada jawaban "Tidak", maka segera lakukan review pembelajaran, terutama pada bagian yang masih "Tidak". Bila semua jawaban "Ya", maka Anda dapat melanjutkan ke pembelajaran berikutnya.
Modul Kimia Kelas X KD 3.7@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN17KEGIATAN PEMBELAJARAN 2HUBUNGAN INTERAKSI ANTAR MOLEKUL DENGAN SIFAT FISIK ZATA.Tujuan PembelajaranSetelah kegiatan pembelajaran 2ini diharapkan kalian mampu :1.Menganalisa sifat fisik zat berdasarkan interaksi antar molekul yang terjadi2.Menganalisa bentuk molekul dan polaritas senyawaB.Uraian MateriPerhatikan ilustrasi garfik di bawah ini!Gambar 7. Grafik titik didih sebagai fungsi massa molekul senyawa hidrida golongan IVA–VIIA(Sumber: Brown, Theodore L. et al. 2015. Chemistry: The Central Science (13th edition). New Jersey: Pearson Education, Inc.)Hal apa yang dapat kalian kemukan? Adakah pengaruh gaya antar molekul terhadap titik didih, titik leleh ataupun wujud zat? Untuk mempelajarinya, mari bersama kita bahas modul pembelajaran kedua berikut ini.1.Hubungan Interaksi Antar Molekul dengan Sifat Fisik ZatSifat fisis seperti titik lebur dan titik didih sangat dipengaruhi oleh gaya interaksi antar-molekul. Adanya ikatan hidrogen sebagai gaya interaksi antar-molekul yang paling kuat memberikan pengaruh yang signifikan pada titik didih beberapa senyawa hidridabiner dari unsur-unsur golongan IVA hingga VIIA. Titik didih dari senyawa hidrida unsur golongan IVA (CH4, SiH4, GeH4, dan SnH4, seluruhnya nonpolar) meningkat dari atas ke bawah golongan (dari C ke Sn). Hal ini dapat dimengerti sebagai akibat dari adanya polarisabilitas dan gaya dispersi London secara umum meningkat seiring dengan bertambahnya massa molekul. Senyawa-senyawa hidrida dari golongan VA, VIA, dan VIIA secara umum juga mengikuti pola kenaikan titik didih yang sama, namun khusus untuk senyawa NH3, H2O, dan HF titik didihnya jauh lebih tinggi dari yang diperkirakan.Faktanya, ketiga senyawa ini juga memiliki sifat-sifat yang membedakannya dari senyawa-senyawa lain dengan massa molekul dan polaritas yang bermiripan.
Modul Kimia Kelas X KD 3.7@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN18Sebagai contoh, air (H2O) memiliki titik leleh yang tinggi, kalor jenis yang tinggi, dan kalor penguapan yang tinggi. Sifat-sifat ini menunjukkan bahwa adanya gaya antar-molekul tak lazim yang kuat pada molekul-molekul ketiga senyawa tersebut, yakni ikatan hidrogen.Molekul yang sebaranmuatannya tidak simetris, bersifat polar dan mempunyai dua ujung yang berbeda muatan (dipol). Dalam zat polar molekulnya cenderung menyusun diri dengan ujung (pol) positif berdekatan dengan ujung (pol) negatif dari molekul di dekatnya. Suatu gaya tarik-menarik yang terjadi disebut gaya tarik dipol-dipol dibandingkan gaya dispersi (gaya London), sehingga zat polar cenderung mempunyai titik cair dan titik didih lebih tinggi dibandingkan zat nonpolar yang massa molekulnya kira-kira sama. Contohnya normal butana dan aseton.Gaya-gaya antarmolekul, yaitu gaya dispersi (gaya London) dan gaya dipol-dipol, secara kolektif disebut gaya Van Der Waals. Gaya dispersi setiap zat, baik polar maupun nonpolarzatpolar menambah gaya dispersi dalam zat itu. Dalam membandingkan zat –zat yangmempunyai massa molekul relatif (Mr) kira-kira sama, adanya gaya dipol-dipol dapat menghasilkan perbedaan sifat yang cukup nyata. Misalnya, n-butana dengan aseton. Akan tetapi dalam membandingkan zat dengan massa molekul relatif (Mr) yang berbeda jauh, gaya dispersi menjadi lebih penting. Misalnya, HCl dengan HI, HCl (momen dipol = 1,08) lebih polar dari HI(momen dipol = 0,38). Kenyataannya, HI mempunyai titik didih lebih tinggi daripada HCl. Fakta itu menunjukkan bahwa gaya V lebih kuat daripada HCl. Berarti, lebih polarnya HCl tidak cukup untuk mengimbangi kecenderungan peningkatan gaya dispersi akibat pertambahan massa molekul dari HI.Kemudahan suatu molekul untuk membentuk dipol sesaat atau untuk mengimbas suatu molekul disebut polarisabilitas. Polarisabilitas berkaitan dengan massa molekul relatif (Mr) dan bentuk molekul. Pada umumnya, makin banyak jumlah elektron dalam molekul, makin mudah mengalami polarisasi. Oleh karena jumlah elektron berkaitan dengan massa molekul relatif, makadapat dikatakan bahwa makin besar massa molekul relatif, makin kuat gaya London. Misalnya, radon (Ar= 222) mempunyai titik didih lebih tinggi dibandingkan helium (A= 4), 221 K untuk Rn dibandingkan dengan 4 K untuk He. Molekul yang bentuknya panjang lebih mudah mengalami polarisasi dibandingkan molekul yang kecil, kompak, dan simetris. Misalnya, normal pentana mempunyai titik cair dan titik didih yang lebih tinggi dibandingkan neopentana. Kedua zat itu mempunyai massa molekul relatif yang sama besar.Contoh lainnya adalah ikatan hidrogenpada air dan makhluk hidup.a.Ikatan hidrogen pada airPada air, satu molekul air dapat berikatan hidrogen dengan empat molekul air lain di sekitarnya dalam susunan tetrahedral seperti terlihat dalam gambar (a) di bawah. Pada es, molekul-molekul air berikatan hidrogen dalam struktur susunan yang kaku namun lebih terbuka. Struktur yang lebih terbuka (berongga) pada es seperti terlihat pada gambar (b) mengakibatkan es memiliki densitas (massa jenis) yang lebih kecil. Ketika es melebur, sebagian ikatan hidrogen putus. Hal ini menyebabkan molekul-molekul air dapat tersusun lebih rapat sehingga densitasnya meningkat seperti terlihat pada gambar (c). Dengan kata lain, jumlah molekul H2O per satuan volum dalam wujud cair lebih banyak dibanding dalam wujud padat.
Modul Kimia Kelas X KD 3.7@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN19Gambar 8. Ikatan hidrogen pada air(Sumber: Petrucci, Ralph H. et al. 2017. General Chemistry: Principles and Modern Applications (11th edition). Toronto: Pearson Canada Inc.)Seiring air es dipanaskan di atas titik lebur, pemutusan ikatan hidrogen terus berlanjut sehingga molekul-molekul air menjadi semakin tersusun rapat dan densitas air semakin meningkat. Air dalam wujud cair akan mencapai densitas maksimum pada suhu 3,98°C. Di atas suhu tersebut, air berperilaku “normal” seperti zat-zat lain pada umumnya sebagaimana densitas menurun seiring dengan kenaikan suhu.Sifat anomali air ini berperan dalam beberapa fenomena-fenomena yang terjadi di bumi, seperti misalnya gunung es yang mengapung di atas perairan dan meledaknya pipa air pada musim salju. Ledakan pipa air dapat terjadi jika pendinginan terjadi secara mendadak sebagaimana air yang membeku menjadi es mengalami pemuaian. Dalam peristiwa es yang mengapung pada perairan yang membeku di musim salju, mengapungnya bongkahan es akan menghambat terjadinya pembekuan air lebih lanjut sehingga makhluk hidup yang berada di dalam perairan dapat bertahan hidup. Tanpa adanya sifat anomali air oleh karena keberadaan ikatan hidrogen ini, perairan akan membeku dari dasar hingga ke permukaan. Hal ini tentunya akan mengakibatkan makhluk hidup di perairan tersebut terancam tidak dapat bertahan hidup selama musim salju.b.Ikatan Hidrogen pada Makhluk HidupReaksi-reaksi kimia pada tubuh makhluk hidup melibatkan senyawa-senyawa dengan struktur kompleks,seperti protein dan DNA, di mana dalam reaksi-reaksi tersebut ikatan-ikatan tertentu harus dapat dengan mudah diputuskan dan dibentuk kembali. Ikatan hidrogen merupakan ikatan yang energinya pas dalam memungkinkan hal tersebut. Energi ikatan hidrogen paling besar di antara gaya-gaya interaksi antar-molekul lainnya, dan energinya relatif jauh lebih kecil dibanding ikatan kimia intramolekul sepertiikatankovalendanikatanionik.Bentuk dari suatu molekul protein sangat dipengaruhi oleh ikatan hidrogen; jika ada ikatan-ikatan yang putus, molekul protein dapat kehilangan fungsinya. Ikatan ini juga berperan penting dalam mengikatkan kedua untai molekul DNA membentuk heliks ganda. Ikatan hidrogen yang tidak terlalu kuat ini dapat mempertahankan struktur rantai ganda DNA namun juga dapat dengan mudah diputuskan pada proses replikasi DNA dalam pembelahan sel.2.Analisa Bentuk Molekul dan Polaritas MolekulMolekul mempunyai sifat polarisabilitas berbeda-beda. Polarisabilitas merupakan kemudahan suatu molekul untuk membentuk dipol sesaat atau
Modul Kimia Kelas X KD 3.7@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN20mengimbas suatu dipol. Polarisabilitas sangat erat hubungannya dengan massa relatif molekul dan kerumitan molekul.a.Massa relatif molekulPada 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 F2yang lebih kecil. Dengan demikian titik didih I2akan lebih besar jika dibandingkandengan titik didih F2.b.Bentuk MolekulMolekul yang mempunyai bentuk molekul memanjang lebih mudah mengalami polarisabilitas dibandingkan dengan molekul dengan bentuk rumit, membulat atau 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.C.Rangkuman1.Hubungan interaksi antar molekul dengan titik didih pada suatu senyawa adalah semakin kuat gaya antar molekul yang dimiliki maka semakin tinggi titik didihnya. Sebab dengan adanya gaya antar molekul yang kuat maka membutuhkan energi dan suhu yang besar untuk memutuskan ikatannya.2.Contoh penerapan hubungan interaksi antara molekul dalam kehidupan sehari-hari adalah ikatan hidrogen pada air. Air merupakan satu-satunya senyawa di alam yang memiliki tiga wujud, yaitu cair, padat, dan gas. Air merupakan senyawa kovalen yang mempunyai titik didih tinggi karena adanya ikatan hidrogen di antara molekul -molekulnyaD.Penugasan Mandiri Ikatan hidrogen hanya dapat terbentuk di antara atom elektronegatif N, O, atau F yang memiliki pasangan elektron bebas dan atom H yang berikatan dengan atom elektronegatif N, O, atau F. Senyawa yang molekul-molekulnya dapat berikatan hidrogen harus memiliki atom N, O, atau F yang berikatan langsung dengan H (ikatan N—H, O—H, atau F—H).1.Berdasarkan pernyataan dalam kalimat tersebut senyawa manakah di bawah ini yang molekul-molekulnya dapat membentuk ikatan hidrogen? Berikan penjelasanmu!a. CHCl3b. CH3OHc. CH3F
Modul Kimia Kelas X KD 3.7@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN21d. CH3NH2e. CH3OCH3Jawab:Molekul yang memiliki ikatan hidrogenadalah ........ (tuliskan senyawanya)Penjelasan :a. CHCl3:tidak/memilikiikatanhidrogen,Karena:....................................................................................................................................................................................................................................................................................b. CH3OH :tidak/memilikiikatanhidrogen,Karena:....................................................................................................................................................................................................................................................................................c.CH3F :tidak/memilikiikatanhidrogen,Karena:....................................................................................................................................................................................................................................................................................d. CH3NH2:tidak/memilikiikatanhidrogen,Karena:....................................................................................................................................................................................................................................................................................e. CH3OCH3:tidak/memilikiikatanhidrogen,Karena:....................................................................................................................................................................................................................................................................................2.Lakukanlahpercobaanberikutini,kemudiankamuamatiapayangterjadi.Alat:Gelasbeaker/wadahutkmemanaskanair/minyak,kompor/Bunsenpenyala+kakitigadanthermometer,stopwatch/jamBahan:AirdanminyakPetunjukkerja:a.Panaskanair,amatisampaiwaktu10menitb.Panaskanminyak,amatisampaiwaktu10menitc.Lakukankegiatanadanbsampai3kalipengulanganSetelahmelakukankegiatansesuaipetunjukkerja,buatlahlembarpengamatanmu.Daripengamatanyangkamulakukanmakakesimpulanyangdiperoleh.....................................................................................................................................................................................................................................................................................Halinidikarenakan.....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
Modul Kimia Kelas X KD 3.7@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN22E.Latihan Soal1.Perhatikan grafik di bawah ini!Senyawa yang mengandung ikatan hidrogenantar molekulnya adalah nomor ...A.(1) dan (2)B.(1) dan (3)C.(2) dan (3)D.(3) dan (4)E.(5) dan (6)2.Pernyataan berikut ini yang benar adalah...A.Titik didih molekul yang memiliki ikatan hidrogen lebih besar daripada molekulyang memiliki gaya Van derWaalsB.Polarisabilitas suatu molekul dipengaruhi oleh kepolaranmolekulC.Gaya London hanya berlaku untuk molekul polar sajaD.Gaya induksi terjadi antara molekul polar dengan molekulpolarE.Urutan kekuatan gaya antarmolekul yaitu ikatan hidrogen > gaya London > gaya tarik-menarik dipol-dipol3.Gaya antarmolekul yang bertanggung jawab kurang rapatnya es (air padat) dibanding air (air bentuk cair) adalah....A.gaya dispersi LondonB.gaya dipol-dipolC.gaya ion-dipolD.ikatanhidrogenE.ikatanion4.Gaya yang terjadi antara molekul HCl dengan molekul HCl lain disebut...A.Gaya tarik-menarikdipol-dipolB.GayainduksiC.GayaLondonD.Gaya Van derWaalsE.Ikatanhidrogen5.Berdasar pada massa molar dan momen dipol dari lima senyawa dalam tabel, manakah yang diperkirakan mempunyai titik didih tertinggi?ZatMassa molar(g/mol)Momen dipol(Debye)Propana (CH3CH2CH3)440,1Dimetileter (CH3OCH3)461,3Metilklorida (CH3Cl)501,9
Modul Kimia Kelas X KD 3.7@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN23Asetaldehid (CH3CHO)442,7Asetonitril (CH3CN)413,9A.CH3CH2CH3B.CH3OCH3C.CH3ClD.CH3CHOE.CH3CN
Modul Kimia Kelas X KD 3.7@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN24Kunci Jawaban dan Pembahasan Soal LatihanNoKunci JawabanPembahasan1BSenyawa yang memiliki ikatan hidrogen antara molekulnya memiliki titik didih jauh lebih tinggi dari senyawa segolongannya2AIkatan hidrogen lebih kuat dibandingkan dengan ikatan Van der Waals, sehingga titik didih molekul yang memiliki ikatan hidrogen lebih besar daripada molekul yang memiliki gaya Van derWaals3DBentuk padat dari kebanyakan zat lebih rapat daripada fase cairnya, sebagian besar zat padat akan tenggelam dalam cairan. Berbeda dengan air, ini merupakan anomali air, es ini menyimpang dari karakter padatan pada umumnya. Zat yang memiliki kerapatan lebih rendah akan mengapung di permukaan zat cair yang memiliki kerapatan lebih besar.Yang menyebabkan es memiliki kerapatan yang lebih rendah adalah adanya ikatan hidrogen pada molekul sebagai gaya antarmolekul air. Ikatan-ikatan hidrogen yang cukup kuat pada air padat ini membentuk kerangka tetrahedral sehingga meninggalkan rongga atau jarak. Dengan demikian ia memiliki kerapatan yang lebih kecil dibanding air dalam fase cair.4AHCl adalah molekul yang bersifat polar sehingga apabila kedua molekul HCl berinteraksi akan membentuk gaya tarik dipol-dipol5EMomen dipol (μ) merupakan jumlah vektor dari momen ikatan dan momen pasangan elektron bebas dalam suatu molekul. Molekul dikatakan bersifat polar jika memiliki μ > 0 atau μ ≠ 0 dan dikatakan bersifat nonpolar jika memiliki μ = 0Titik didih suatu zat itu berbanding lurus dengan momen dipolnya bila massa molar zat-zat tersebut tidak besar perbedaannya. Semakin tinggi momen dipol maka titik didih zat tersebut akan semakin tinggi pula. Bila massa molar memiliki perbedaan yang besar tentu massa molar akan turut mempengaruhi. Pada soal ini tampak massa molar zat-zat yang dibandingkan tidak relatif kecil perbedaannya.Jadi mutlak pada soal tersebut yang memiliki titik didih tertinggi adalah Asetonitril.Cocokkanlah jawaban Anda dengan Kunci Jawaban yang terdapat di bagian akhir modul ini. Hitunglah jawaban yang benar. Kemudian, gunakan rumus berikut untuk mengetahui tingkat penguasaan Anda terhadap materi Kegiatan Belajar 1. Nilai = 𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ𝑆𝑘𝑜𝑟𝑃𝑒𝑟𝑜𝑙𝑒ℎ𝑎𝑛𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ𝑆𝑘𝑜𝑟𝑀𝑎𝑘𝑠𝑖𝑚𝑢𝑚x 100 %Pedoman Penskoran
Modul Kimia Kelas X KD 3.7@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN25Konversi tingkat penguasaan: 90 -100% = baik sekali 80 -89% = baik 70 -79% = cukup < 70% = kurang Apabila mencapai tingkat penguasaan 80% atau lebih, Anda dapat meneruskan dengan Kegiatan Belajar 2. Bagus! Jika masih di bawah 80%, Anda harus mengulangi materi Kegiatan Belajar 1, terutama bagian yang belum dikuasai.F.Penilaian DiriSetelah mempelajari modul ini maka jawablah pertanyaan yang terdapat dalam tabel penilaian diri berikut dengan memberikan tanda centang ( √ )NOPERTANYAANJAWABANYATIDAK1Setelah mempelajari modul ini, saya mengetahui tentang hubungan interaksi antar molekul dengan sifat fisik zat2Setelah mempelajari modul ini, saya dapat menentukan senyawa yang memiliki ikatan hidrogen3Setelah mempelajari modul ini, saya dapat mengetahui pengaruh momen dipol terhadap tingkat kepolaran4Setelah mempelajari modul ini, saya dapat menentukan urutan kenaikan titik didik dari yang terkecil sampai yang terbesar atau sebaliknyaBila ada jawaban "Tidak", maka segera lakukan review pembelajaran, terutama pada bagian yang masih "Tidak". Bila semua jawaban "Ya", maka Anda dapat melanjutkan ke pembelajaran berikutnya.
Modul Kimia Kelas X KD 3.7@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN26EVALUASI1.Senyawa manakah yang molekul-molekulnya dapat membentuk ikatan hidrogen?A.CHCl3B.CH3OHC.CH3FD.CH3NH2E.CH3OCH32.Ikatan yang terjadi antara atom H dengan atom yang elektronegatifitasnya tinggi (F, O, N) disebut...A.IkatanionB.Ikatan kovalenpolarC.Ikatan kovalen nonpolarD.Ikatan hidrogenE.Ikatan kovalen koordinasi3.Gaya London atau gaya dispersi pada molekul-molekul non polar terjadi karena terbentuk ... dan ...A.Dipol permanen dan dipol permanenB.Dipol sesaat dan dipolterinduksiC.Dipol permanen dan dipolsesaatD.Dipol terinduksi dan dipolterinduksiE.Ikatanhidrogen4.Pernyataan berikut ini yang benar adalah...A.Titik didih molekul yang memiliki ikatan hidrogen lebih besar daripada molekul yang memiliki gaya Van derWaalsB.Polarisabilitas suatu molekul dipengaruhi oleh kepolaranmolekulC.Gaya London hanya berlaku untuk molekul polar sajaD.Gaya induksi terjadi antara molekul polar dengan molekulpolarE.Urutan kekuatan gaya antarmolekul yaitu ikatan hidrogen > gaya London > gaya tarik-menarik dipol-dipol5.Diketahui pasangan-pasangan senyawaberikut.(1)NH3danHF(2)H2O danHCl(3)HF danH2O(4)NH3danHBr(5)NH3danH2SKelompok senyawa yang dapat membentuk ikatan hidrogen adalah ...A.(1) dan(3)B.(1) dan(5)C.(2) dan(3)D.(3) dan (4)E.(4) dan (5)6.Manakah molekul yang memilikigaya tarik-menarik dipol-dipolantarmolekulnya? (Gunakan tabel periodik yang tersedia) A.AsH3B.BCl3C.Cl2
Modul Kimia Kelas X KD 3.7@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN27D.CO2E.XeF47.Perhatikan grafik di bawah ini!Senyawa yang mengandung ikatan hidrogenantar molekulnya adalah nomor ...A.(1) dan (2)B.(1) dan (3)C.(2) dan (3)D.(3) dan (4)E.(5) dan (6)8.Gaya yang terjadi antara molekul HCl dengan molekul HCl lain disebut...A.Gaya tarik-menarikdipol-dipolB.GayainduksiC.GayaLondonD.Gaya Van derWaalsE.Ikatanhidrogen
Modul Kimia Kelas X KD 3.7@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN28KUNCI JAWABAN SOAL EVALUASINoKunci Jawaban 1B2D3B4A5A6E7B8A
Modul Kimia Kelas X KD 3.7@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN29DAFTAR PUSTAKABrady,James E.1999. Kimia Universitas, Asas dan Struktur, Edisi Kelima. Binarupa Aksara :JakartaHart,Harold (Suminar Achmadi).1990 Kimia Organik Suatu Kuliah Singkat (terjemahan). Erlangga : JakartaPetrucci, Ralph H., 1987. Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern,Jilid 3, Erlangga : JakartaRespati. 1986. Pengantar Kimia Organik. Aksara Baru : JakartaUnggul Sudarmo. 2016.Kimia untuk SMA/MA Kelas X. Erlangga : Jakarta. https://id.wikipedia.org/wiki/Gaya_antarmolekulhttps://www.studiobelajar.com/ikatan-hidrogen/