1. Apakah molekul asam klorida membentuk interaksi dipol-dipol dengan molekul asam klorida lainnya?

Jawaban:

Pada molekul HCl, atom Cl memiliki muatan yang lebih besar dan memiliki keelektronegatifitas yang besar. Sehingga pasangan electron ikatan akan tertarik pada atom Cl dan menyebabkan pembentukan muatan parsial negatif (δ−¿¿, sedangkan atom H bermuatan parsial positif ¿¿. Molekul asam klorida memiliki momen dipol yang permanen, perbedaan muatan yang terjadi menyebabkan terjadinya interaksi molekul. Interaksi antara molekul asam klorida dengan molekul asam klorida lainnya menyebabkan gaya bekerja yang disebut dengan gaya interaksi dipol-dipol.

2. Dua molekul yang dipisahkan oleh jarak 3,0 A ketika memiliki nilai 4,10 A. Penurunan jarak antara kedua molekul menjadi 1,5 A, maka potensial intermolekul antara molekul menjadi lebih positif. Jelaskan apakah molekul ini mengikuti potensial Lennard-Jones atau tidak?

Jawaban:

Potensial Lennard-Jones

V LJ=4 ε¿

σAdalah parameter jarak dimana potensial intermolekul antara dua partikel adalah nol. Pada grafik

potensial Lennard-Jones, dapat dilihat bahwa nilai σmemberikan persimpangan grafik di sumbu x.

Menurut Potensial Lennard-Jones, nilai r yang lebih besar dari σakan menghasilkan potensial ikatan

intermolekul yang negative dan nilai r yang lebih kecil dari σakan menghasilkan potensial ikatan intermolekul yang positif.

Pada pemisahan tak terhingga, energi intermolekul adalah nol, dan ketika dua molekul saling mendekati satu sama lain, energi intermolekul mulai menjadi negatif; dan mencapai keadaan keseimbangan jika mempunyai energi intermolekul terendah. Jika dua molekul ini saling mendekat maka energi intermolekulnya tidak lagi negatif tetapi menjadi positif kembali (tolakan). Untuk satu pasangan molekul, potensial intermolekul adalah suatu fungsi orientasi relatif terhadap jarak antara kedua pusat massa molekul (Pranowo,2001).

Pemisahan antara dua molekul menghasilkan penurunan jarak antara kedua molekul dari 3,0 A menjadi 1,5 A. Ketika kedua molekul saling mendekati satu sama lain, energy intermolekul menjadi negative.

1

δ+¿¿ δ+¿¿δ−¿¿ δ−¿¿H HCl Cl

Namun, karena pemisahan dimulai pada jarak (r) 3,0 A kurang dari (σ) 4,10 A. Lalu, penurunan jarak ketika terjadi pemisahan lebih jauh lagi (r) 1,5 A. Maka sesuai dengan potensial Lennard-Jones, Potensial intermolekul akan menghasilkan potensial ikatan yang lebih positif. Oleh karena itu, molekul-molekul ini mengikuti potensial Lennard-Jones.

Dapat juga dibuktikan dengan perhitungan dari rumus potensial Lennard-jones:

r = 3,0 A

V LJ=4 ε¿

V LJ=4 ε¿

V LJ=4 ε x 35,94

V LJ=143,76 ε KJ /mol

r = 1,5 A

V LJ=4 ε¿

V LJ=4 ε¿

V LJ=4 ε x 173487,622

V LJ=693950,488 ε KJ /mol

Lebih besar pada saat penurunan jarak yaitu r = 1,5 A membuktikan potensial intermolekul antara molekul menjadi lebih positif. Oleh karena itu, molekul-molekul ini mengikuti potensial Lennard-Jones.

3. Hitung energy potensial dari interaksi dipol-dipol antara dua molekul HF yang berorientasi sepanjang aksis x pada koordinat XY, dimana daerah bermuatan positif dipisahkan oleh 4,0 A dari daerah bermuatan negative pada molekul yang berdekatan!Catatan: Momen dipole molekul HF (μ) = 1,92 D. Diasumsikan molekul ada dalam vakum, maka:

ε=8,8541878 x10−12C2N−1m−2

Dik: r = 4,0 A = 4,0 x 10−10 mµ = 1,92 D = 1,92 x 3,34 x 10−30 Cm

= 6,4128 x 10−30 Cm

2

ε 0=8,8541878 x10−12C2N−1m−2

1D = 3,336 x 10−30 CmDit: Energi potensial?Jawaban:

U = −2μ1 μ2

ε r3

= −2x 6,4128 x10−30 x6,4128 x 10−30

8,8541878 x (4 x 10−10)3

= −8,224800768 x10−59

5,666680192x 10−40

= -1,451431965 x 10−19 Nm

3

HF HFr

µ µ