Kepolaran suatu senyawa dapat dipengaruhi oleh adanya perbedaan keelektronegatifan antar atom-atom yang berkaitan dengan bentuk molekul. Senyawa dikatakan bersifat polar apabila selisih keelektronegatifan antaratom penyusunnya semakin besar. Dan selain itu ketidaksimetrisan bentuk molekul juga mengakibatkan senyawa bersifat polar. Dengan adanya muatan electron yang tidak seimbang antaratom yang tidak seimbang antaratom dalam senyawa polar mengakibatkan terjadinya suatu kutub (dipole). Maka dari itu pasangan electron yang digunakan untuk membentuk ikatan kovalen polar lebih kuat tertarik pada salah satu atom.
Namun sebaliknya, senyawa dikatakan bersifat nonpolarapabila terbentuk dari atom sejenis atau senyawa yang distribusi muatannya simetris, contohnya H2 atau CH4. Harga electronegativitas atom-atom dalam molekul nonpolar sama sehingga muatan electronnya terdistribusi merata. Oleh Karena itu, molekul nonpolar tidak membentuk kutub. Pasangan senyawa nonpolar mengakibatkan bentuk molekul simetris sehingga dipol-dipol ikatannya saling meniadakan.
Intraksi antar atom-atom daalam senyawa atau kumpulan molekul dalam senyawa yang mengalami tarik-menarik tersebut diesebut dengan gaya antarmolekul. Dan gaya ini berkaitan erat dengan sifat fisik zat yang bersangkutan. Kuat lemahnya gaya tarik-menarik antarmolekul akan sangat berpengaruh terhadap tinggi rendahnya titik didih suatu zat. Dan gaya antarmlekul berdasarkan kekuatan dari yang terlemah hingga yang terkuat adalah sebagai berikut.
Gaya Van der Waals
Gaya ini adalah merupakan gaya antarmolekul yang sangat lemah. Gaya Van der Waals pada awal abad XX, dikemukakan oleh Jhonnes Diderik Van der Waals. dan gaya ini dibagi menjadi dua yakni gaya London dan gaya tarik dipole.
A. Gaya London
Gaya London ditemukan oleh fisikawan asal Jerman yang bernama Fritz London pada tahun 1928. Gaya London ini adalah merupakan gaya tarik-menarik antarmolekul nonpolar akibat adanya dipol terimbas yang ditimbulkan oleh perpindahan electron dari satu orbital yang lain membentuk dipol sesaat. Gaya London ini mengakibatkan molekul nonpolar yang bersifat agak polar.
Kemudahan suatu molekul menghasilkan dipol sesaat yang dapat mengimbas ke molekul disekitarnya yang disebut dengan Polarisabilitas. Polarisabilitas ini berkaitan dengan massa molekul relative (Mr) dan bentuk molekul. Apabila massa molekul relative semakin besar, molekul semakin mudah mengalami polaritas sehingga Gaya London semakin kuat. Dengan massa molekul relative yang sama besar, molekul yang bentuknya panjang akan lebih mudah mengalami polarisasi dibandingkan dengan molekul yang kecil, kompak, dan simetris. Maka semakin mudah molekul mengalami polarisasi, maka semakin tinggi pula titik didih dan titik lelehnya. Maka dari itu, apabila massa molekul relative zat semakin besar maka titik didih lelehnya semakin tinggi.
Jensi gaya tarik yang sangat lemah ini pada umumnya terjadi diantara molekul-molekul kovalen nonpolar, seperti N2, H2, atau CH4. Gaya tarik ini dihasilkan oleh menyurut dan mengalirnya orbital-orbital electron sehingga memberikan pemisahan muatan yang sangat lemah dan sangat singkat disekitar katan. Gaya London ini meningkat seiring dengan bertambahnya jumlah electron. Dan gaya London juga akan meningkat seiring dengan bertambahnya massa molar zat, pasalnya mlekul yang memiliki massa molar besar cenderung memiliki lebih banyak electron. Adanya percabangan akan menurunkan kekuatan gaya London sebab adanya percabangan akan memperkecil area kontak antarmolekul. Dan titik didih senyawa sebanding sekaligus mencerminkan kekuatan gaya London.
B. Gaya Tarik Dipol
Molekul-molekul polar cenderung menyusun diri dengan cara saling mendekati kutub positif sari suatu molekul dengan kutub negative molekul yang lain. Dan gaya tarik-menarik ini disebut dengan gaya tarik dipol. Semakin besar momen dipole yang dimiliki oleh suatu senyawa, semakin besar gaya tarik dipole yang dihasilkan. Dan gaya ini lebih kuat dari pada gaya London. Maka dari itu, molekul yang mengalami gaya tarik dipol memiliki titik didih dan titik leleh yang lebih tinggi dibandingkan dengan molekul yang mengalami gaya London. Ada tiga gaya tarik dipol, dan berikut penjelasan dari ketiga gaya tarik dipol tersebut :
- Intraksi Dipol Terimbas (Dipol Terinduksi)
Gaya antarmolekul ini terjadi saat molekul polar mengimbas (menginduksi) molekul nonpolar. Sebagi contoh, molekul air (H2O) yang bersifat polar dapat menginduksi molekul oksigen (O2) yang bersifat nonpolar. Dipol terimbas inilah yang mengakibatkan gas oksigen larut dalam air.
- Intraksi Ion-Dipol
Gaya antarmolekul ini terjadi saat ion (kation maupun anion) berintraksi dengan molekul polar. Kekuatan interaksi ini bergantungan pada muatan dan ukuran ion serta kepolaran dan ukuran molekul polar. Dan kation ini memiliki interaksi yang lebih kuat dengan molekul polar dibandingkan denga anion. Dan salah satu contoh interaksi ini adalah hidrasi senyawa NaCl dalam air (proses ion dikelilingi oleh molekul air).
- Interaksi Dipol-Dipol
Gaya antarmolekul ini terjadi jika ujung positif dari salah satu molekul dipol ditarik keujung negative dari dipol molekul lainnya. Dan gaya ini lebih kuat dari gaya London, namun tetap sangat lemah. Dan interaksi ini terjadi pada senyawa kovalen polar, seperti HCI dan HBr.
Ikatan Hidrogen
Ikatan Hidrogen adalah merupakan ikatan antarmolekul yang terjadi pada molekul-molekul yang sangat polar dan mengandung atom hydrogen. Ikatan hydrogen ini disebabkan oleh gaya tarik-menarik antaratom hydrogen dari molekul yang satu dengan atom molekul lain yang sangat elektronegatif (F,O, atau N). contohnya senyawa yang mempunya ikatan hydrogen yakni HF, H2O, dan NH3. Dalam molekul air, atom O bersifat sangat elektronegatif sehingga pasangan electron antar atom O dan H lebih tertari ke arah atom O. dalam keadaan cair, atom hydrogen dalam molekul air yang persial positif ditarik oleh pasangan electron atomO molekul lain yang elektronegatif sehingga terbentuk ikatan hydrogen. Dan akibatnya atom H dari salah satu molekul terikat kuat pada atom unsur yang sangat elektronegatif (F, Oatau N) dari molekul tetangganya melalui pasangan electron bebas pada atom unsur yang memiliki elektronegatif besar tersebut.
Ikatan hidrogen jau lebih kuat dibandingkan dengan gaya-gaya Van det Waals. zat yang memiliki ikatan hydrogen memerlukan energy yang besar untuk memutuskannya. Oleh karan itu titik didih dan titik lelehnya sangat tinggi.
Senyawa-senyawa yang memiliki Mr besar seharunya memiliki titik didih dan titik leleh yang tinggi. Namun dengan adanya ikatan hydrogen dalam senyawa yang mengandung hydrogen menimbulkan penyimpangan sifat umum beberapa senyawa dari unsur-unsur segolongannya. Contohnya deretan H2O, H2S, H2Se, dan H2Te. Meningkatnya titik didih H2S, H2Se, H2Te disebabkan oleh naiknya Mr molekul sehingga gaya Van der Waals semakin kuat. Penyimpangan terjadi pada titik didih H2O Karena adanya ikatan hydrogen. Hal ini terjadi Karena ikatan hydrogen antar molekul-molekul H2O lebih kuat dari pada ikatan pada molekul-molekul yang lain. Perbedaan keelektronegatifan dalam molekul H2O lebih besar Karena unsur O paling elektronegatif dibandingkan dengan unsur S, Se, dan Te. Dan energy yang diperlukan untuk memutuskan ikatan dalam molekul H2O sangat besar. Maka dari itu titik didih H2O paling tinggi.