Gaya van der Waals

Gaya van der Waals dalam ilmu kimia merujuk pada jenis gaya antara molekul. Istilah ini pada awalnya merujuk pada jenis gaya antarmolekul, dan hingga saat ini masih digunakan dalam pengertian tersebut, tetapi saat ini lebih umum merujuk pada gaya-gaya yang timbul dari polarisasi molekul menjadi dipol.

Hal ini mencakup gaya yang timbul dari dipol tetap (gaya Keesom), dipol rotasi atau bebas (gaya Debye) serta pergeseran distribusi awan (gaya london).

Gaya ini dikemukakan pertama kali oleh Johannes van der Waals (1837-1923). Gaya Van der Waals merupakan gaya tarik menarik listrik yang relatif lemah akibat kepolaran molekul yang permanen atau terinduksi. Kepolaran permanen terjadi akibat kepolaran di dalam molekul, sedangkan kepolaran tidak permanen terjadi akibat molekul terinduksi oleh partikel lain yang bermuatan sehingga molekul bersifat polar sesaat secara spontan.

Potensial Lennard-Jones sering digunakan sebagai model hampiran untuk gaya van der Waals sebagai fungsi dari waktu.

Konsep gaya tarik menarik antar molekul ini digunakan untuk menurunkan persamaan zat-zat yang berada dalam fase gas. Gaya ini terjadi karena adanya gaya tarik menarik antara inti atom dengan elektron atom lain yang disebut gaya tarik menarik elektrostatis (gaya coulomb) yang umumnya terdapat pada senyawa polar. Pada molekul non polar gaya Van Der Waals timbul karena adanya dipol-dipol sesaat atau gaya London.

Interaksi van der Waals teramati pada gas mulia, yang amat stabil dan cenderung tak berinteraksi. Hal ini menjelaskan sulitnya gas mulia untuk mengembun. Tetapi, makin besar ukuran atom gas mulia (makin banyak elektronnya) makin mudah gas tersebut berubah menjadi cairan.

Jenis 
Berdasarkan kepolaran partikelnya gaya Van Der Waals dibagi menjad empat macam; Interaksi ion-dipol (molekul polar), Interaksi dipol-dipol, Interaksi ion-dipol terinduksi dan Interaksi dipol-dipol terinduksi.

Interaksi ion-dipol 
Terjadi interaksi/tarik menarik antara ion dengan molekul polar (dipol) yang relatif cukup kuat. Dapat dilihat berdasarkan Mr (massa molekul relatif) semakin besar Mr semakin besar gaya ion dipol. Rumusnya adalah:

 jumlah total ion molekul

Interaksi dipol-dipol (molekul polar) 
Merupakan interaksi antara sesama molekul polar (dipol) yang terjadi antara ekor dan kepala dari molekul itu sendiri.

Interaksi ion-dipol terinduksi 
Merupakan interaksi ion dengan dipol terinduksi. Dipol terinduksi merupakan molekul netral dan menjadi dipol akibat induksi partikel bermuatan yang berada di dekatnya. Ikatan ini relatif lemah karena kepolaran molekul terinduksi relatif kecil daripada dipol permanen.

Interaksi dipol-dipol terinduksi 
Molekul dipol dapat membuat molekul netral lain yang bersifat dipol terinduksi sehingga terjadi interaksi dipol-dipol terinduksi dan ikatannya relatif lemah sehingga prosesnya berlangsung secara lambat.Antar aksi dipol terinduksi-dipol terinduksi (gaya london)

Gaya Van der Waals bersifat permanen sehingga lebih kuat dari gaya london. Gaya Van Der Waals terdapat pada senyawa Hidrokarbon seperti CH4. Perbedaan keelektronegatifan C(2,5) dengan H(2,1) sangat kecil, yaitu 0,4. Senyawa-senyawa yang memiliki ikatan Van Der Waals akan mempunyai titik didih yng sangat rendah, tetapi akan semakin tinggi apabila Mr bertambah karena ikatan akan semakin kuat (C4H10 > C3H8 > C2 H6> CH4)

Karakteristik 
Ciri-ciri utama gaya van der Waals adalah:

 lebih lemah dari ikatan kovalen dan ionik normal.
 Gaya Van der Waals bersifat aditif dan tidak dapat dijenuhkan..
 Merupakan gaya jarak pendek dan oleh sebab itu hanya terjadi pada interaksi antar partikel terdekat (bukan semua partikel). Gaya tarik Van der Waals menjadi lebih besar jika antar molekul semakin mendekat.
 Gaya Van der Waals tidak bergantung pada suhu kecuali untuk interaksi dipol-dipol.

Referensi

Bacaan lanjutan 
 
 
 terjemahan Inggris: 
 
 
 
 
 terjemahan Inggris:

Pranala dalam 
  An introductory description of the van der Waals force (as a sum of attractive components only)
  TED Talk on biomimicry, including applications of van der Waals force.