Mengenal Gaya antar Molekul dalam Kimia

Ditulis pada November 25, 2023 oleh pbnbigesdi

Hai Sobat Zenius, pada artikel ini kita akan membahas tentang berbagai gaya antar molekul dalam kimia, seperti ion-dipol, ikatan hidrogen, gaya dispersi London, dan gaya Van der Waals.

Pernahkah elo melihat suatu benda mengapung di permukaan air? Dalam fisika, kita akan mengenal yang namanya massa jenis atau hukum Archimedes. Tapi, di dalam ilmu kimia, hal itu akan dijawab oleh gaya antar molekul.

Apakah benar antar molekul terdapat gaya? Gaya apa yang bekerja di sana? Penasaran? Simak penjelasan selengkapnya berikut ini yuk!

Apa Itu Gaya antar Molekul?

Masih berhubungan dengan materi ikatan kimia, di sana kita mengenal yang namanya ikatan ionik dan ikatan kovalen. Ikatan tersebut terjadi untuk membentuk suatu senyawa atau molekul baru.

Nah, gaya antar molekul adalah gaya elektromagnetik yang terjadi di antara molekul yang satu dengan molekul lainnya. Tentu saja antar molekul tersebut saling terpisah ya, guys.

Lalu, apa sih pengaruh gaya ikatan antar molekul tersebut terhadap kehidupan kita sehari-hari? Ia memberikan pengaruh yang cukup besar terhadap sifat suatu molekul. Seperti titik didih, titik beku, kerapatan, dan juga kelarutan.

Gaya tersebut berupa kohesi antar molekul serupa atau adhesi antar molekul tak serupa. Gaya ini memiliki sifat tarik menarik atau tolak menolak antar molekul. Kalau dua molekulnya berdekatan, maka gaya tolak antar muatan yang sama akan muncul dan akan semakin tinggi energi tolakannya.

Itulah mengapa dibutuhkan energi yang lebih tinggi juga untuk memampatkan molekul, seperti mencairkan zat padat atau menguapkan zat cair.

Macam-macam Gaya antar Molekul

Gaya antarmolekul ada berbagai macam, yaitu ikatan hidrogen, gaya Van der Waals, dan gaya London. Dalam soal elo bakal ketemu pertanyaan kayak gini “Yang bukan termasuk bagian dari gaya tarik antar molekul adalah…”. Untuk bisa menjawab pertanyaan tersebut elo perlu ngerti dulu macam gayanya. Simak penjelasan lengkapnya di bawah ini ya!

Ikatan Hidrogen

Gaya pertama ada ikatan hidrogen, yaitu gaya tarik menarik yang terjadi antara atom hidrogen dalam senyawa yang terdapat ikatan antara hidrogen dan atom nitrogen (N), oksigen (O), dan fluorin (F). Ikatan ini termasuk yang paling kuat, namun juga memiliki ciri ikatan kovalen, yaitu mempunyai arah, lebih kuat dari gaya van der waals, menghasilkan jarak antar atom yang lebih pendek dari jari-jari van der waals dan melibatkan pasangan dalam jumlah terbatas. Ikatan ini menyebabkan tingginya titik didih air (100 derajat C). Selain itu, ikatan ini juga berperan penting pada struktur polimer sintetik maupun alami.

Gaya Van der Waals

Gaya ini pertama kali ditemukan oleh Johannes Van der Waals (1837-1923). Gaya ini merupakan gaya tarik menarik listrik yang relatif lemah. Hal ini karena kepolaran molekul yang permanen atau terinduksi. Ketika molekul memiliki kutub yang sama, maka keduanya akan saling tolak menolak. Sebaliknya, ketika keduanya memiliki kutub yang berbeda, maka akan saling tarik menarik.

Gaya Van der Waals dibagi menjadi 4 berdasarkan kepolaran partikelnya, yaitu:

Interaksi ini terjadi karena adanya tarik-menarik antara ion dengan molekul polar yang relatif kuat. Interaksi ini digunakan untuk menentukan kelarutan.

Gaya dipol dipol ini terjadi antar sesama molekul polar yang terjadi pada ekor dan kepala molekul itu sendiri.

Interaksi ion-dipol terinduksi

Interaksi ini terjadi antara ion dan dipol terinduksi. Ikatan ini relatif lemah karena kepolaran molekul terinduksi relatif kecil daripada dipol permanen.

Interaksi dipol-dipol terinduksi

Molekul dipol bisa membuat molekul netral lainnya yang bersifat dipol terinduksi, sehingga ada interaksi dipol-dipol terinduksi. Ikatan dari interaksi yang dihasilkan bersifat lemah. Itulah mengapa proses interaksi ini berlangsung lambat.

Gaya London

Selanjutnya, ada gaya London atau gaya yang dihasilkan dari interaksi antar dipol terinduksi dan dipol terinduksi lainnya. Gaya London lebih lemah dibandingkan dengan gaya Van der Waals. Bisa dikatakan juga bahwa gaya ini adalah yang terlemah dibandingkan dengan gaya lainnya. Gaya ini pertama kali ditemukan oleh ahli fisika asal Jerman bernama Fritz London pada 1930.

Tarikan lemah yang dihasilkan oleh gaya London karena dipol imbasan sesaat yang terjadi akibat pergerakan elektron dalam suatu orbital. Pergerakan itu menyebabkan tidak meratanya kerapatan elektron pada atom, sehingga ada atom yang salah satu sisinya bermuatan lebih negatif.

Kekuatan gaya dipol terinduksi tergantung dari seberapa mudah awan elektron terdistribusi. Semakin besar ukuran atom atau molekul, maka akan semakin mudah juga distribusi elektronnya. Proses menginduksi dipol disebut polarisasi, sedangkan derajat di mana awan elektron suatu atom atau molekul bisa diinduksi disebut polarisabilitas.

Sebelum mengakhiri penjelasan kali ini coba jawab pertanyaan ini di komen ya, gaya antar molekul utama antar CHCL3 dan air adalah… Gue pingin lihat pemahaman elo sampai mana.

Itu dia penjelasan mengenai berbagai gaya antar molekul. Setelah membaca penjelasan di atas, tentu elo sudah paham tentang pengertian dan berbagai jenis gaya yang terdapat pada antar molekulnya kan?

Buat elo yang mau mempelajari lebih jauh tentang materi ini, tenang aja elo bisa belajar bareng Zenius saja, yuk klik yang berikut ini!

Belajar kimia di video materi Zenius — Yuk belajar lagi!

Gue saranin lanjut ke latihan soal atau live class biar makin paham materi gaya antar molekul ini. Itu semua bisa elo dapatkan dengan beli paket belajar Zenius. Belajar jadi lebih mudah dan asyik tentunya. Yuk langganan sekarang!

Mengenal Gaya antar Molekul dalam Kimia 9 — Klik dan beli sekarang!

Originally published: 22 April 2021
Updated by: Silvia Dwi

Konsep dan Rumus Gaya Lorentz

Ditulis pada November 10, 2023 oleh pbnbigesdi

Balas

Sobat Zenius, elo suka nggak sih dengerin lagu sambil belajar? Dengerin lagu pake speaker sambil belajar atau mengerjakan sesuatu tuh bikin mood meningkat. Nah, ternyata lagu yang elo dengarkan itu bisa timbul di speaker karena gaya magnet atau gaya Lorentz, loh!.

Di artikel kali ini, gue akan bahas materi dan rumus gaya Lorentz. Siapkan diri elo untuk mendengar istilah-istilah seperti muatan bergerak, medan magnet, kawat berarus, dan banyak lagi. Jangan khawatir, gue akan cantumkan contoh soal juga di akhir untuk mengasah pemahaman elo. Yuk, baca artikel ini sampai selesai, ya!

Pengertian Gaya Lorentz

Sobat Zenius, apakah elo pernah dengar istilah medan magnet? Kalau belum, elo pelajari dulu medan magnet, karena pembahasan gaya magnet nggak akan jauh dari medan magnet. Elo bisa tonton video-video ini untuk memahami medan magnet.

Oke, kalau elo udah paham apa itu medan magnet, gue mau refresh sedikit tentang materi medan magnet. Medan magnet merupakan area di sekitar bahan magnet di mana gaya magnet bekerja. Kalau bicara soal medan magnet, elo pasti mendengar istilah kutub utara dan kutub selatan. Memangnya kenapa?

Medan magnet itu hanya bisa terjadi ketika ada interaksi antara kedua kutub magnet, yaitu kutub utara dan kutub selatan. Nah, interaksi ini bisa menyebabkan adanya gaya yang dihasilkan oleh interaksi tersebut, yaitu gaya magnet atau gaya Lorentz.

Gaya magnet atau gaya Lorentz punya dua macam gaya, yaitu tarik-menarik dan tolak-menolak. Gaya tarik-menarik pada magnet terjadi ketika dua kutub yang berlawanan berdekatan. Sementara itu, gaya tolak-menolak pada magnet terjadi ketika dua kutub yang sama berdekatan. Ilustrasinya seperti gambar di bawah ini.

sifat gaya magnet — Sifat Gaya Magnet (Arsip Zenius)

Gaya Lorentz pada Muatan Bergerak

Seperti yang udah gue bahas sebelumnya, gaya Lorentz adalah gaya magnet yang terjadi dalam suatu medan magnet. Nah, kali ini gue akan membahas gaya Lorentz pada muatan yang bergerak.

Gaya Lorentz pada muatan bergerak ini dipengaruhi oleh 4 komponen, yaitu muatan, kecepatan gerak muatan, medan magnet, dan sudut antara kecepatan gerak muatan dan medan magnet. Elo bisa pakai rumus gaya Lorentz berikut ini.

Nah, muatan yang bergerak akan melibatkan arah gerak. Nggak hanya muatannya, gaya Lorentz yang dihasilkan pun memiliki arah yang ditentukan oleh sifat muatan itu sendiri. Cara tahu arahnya gimana? Coba elo cermati aturan tangan Lorentz di ilustrasi bawah ini.

aturan tangan lorentz — Aturan Tangan Lorentz (Arsip Zenius)

Gaya Lorentz juga bisa menghasilkan perubahan pergerakan pada muatan yang bergerak. Kemungkinan pergerakan yang terjadi pada muatan itu ada tiga, yaitu gerak lurus, melingkar, dan heliks. Perubahan gerakan pada muatan ini juga dapat berpengaruh pada rumus gaya Lorentz yang digunakan.

perubahan pergerakan muatan — Perubahan Pergerakan Muatan (Arsip Zenius)

Pada medan magnet yang sejajar dengan kecepatan muatan, muatan nggak akan mengalami pembelokkan dan akan bergerak lurus bersama dengan medan magnet tempat muatan itu berada.

Pada medan magnet yang tegak lurus dengan kecepatan muatan, muatan akan mengalami pembelokkan oleh gaya Lorentz dan akhirnya menimbulkan gerak melingkar. Dalam kasus ini, gaya Lorentz bisa berkaitan dengan gaya sentripetal. Elo bisa menggabungkan rumus gaya Lorentz dan rumus gaya sentripetal seperti ini.

Pada medan magnet dengan sudut antara 0^o hingga 90^o terhadap kecepatan muatan, muatan akan mengalami pergerakan heliks. Pergerakan heliks ini adalah pergerakan melingkar pada muatan, tapi muatan ini juga bergerak lurus sehingga membentuk sebuah heliks.

Gaya Lorentz pada Kawat Berarus

Gaya Lorentz ternyata nggak hanya berlaku pada muatan bergerak, tetapi juga pada kawat berarus. Kawat berarus merupakan sebuah kawat yang dialiri arus listrik dan diletakkan pada daerah bermedan magnet.

Berbeda dengan muatan bergerak, gaya Lorentz pada kawat berarus dipengaruhi oleh besar arus listrik pada kawat, panjang kawat yang dialiri arus, medan magnet, dan sudut antara panjang kawat dan medan magnet. Pada kawat berarus, elo bisa pakai rumus gaya Lorentz berikut ini.

Nah, kawat berarus ini bisa mengalami gaya Lorentz ketika ada pada daerah dengan medan magnet. Terus, apa berarti kalau kawat ini nggak ada di daerah bermedan magnet jadinya nggak bisa mengalami gaya Lorentz?

Jawabannya, tergantung kondisinya.

Gaya Lorentz masih bisa terjadi ketika kawat berarus berdekatan atau sejajar dengan kawat berarus lainnya. Kenapa begitu? Kawat akan membentuk medan magnetnya sendiri ketika sebuah kawat dialiri arus listrik.

Tapi, kalau kawat itu sendiri menjadi medan magnet, siapa dong yang mengalami gaya Lorentz? Nah, untuk itu elo bisa sejajarkan kawat berarus itu dengan kawat berarus lainnya sehingga kawat berarus yang satu dapat menjadi medan magnet bagi kawat berarus lainnya begitupun sebaliknya.

gaya magnet pada dua kawat berarus — Interaksi Dua Kawat Berarus (Arsip Zenius)

Karena kondisinya cukup berbeda nih, maka komponen yang terlibat dan rumus gaya Lorentz yang digunakan pun berbeda, yaitu seperti ini.

Contoh Soal

Setelah mengetahui konsep dan rumus gaya Lorentz, gue mau kasih elo contoh soal supaya elo bisa lebih paham sama materi ini.

Contoh Soal 1

Sebuah proton dengan muatan 1,6 x 10^.19 C bergerak dengan kecepatan 3 x 10⁵ m/s, memasuki daerah bermedan magnet dengan besar 1 T. Jika sudut yang terbentuk antara arah gerak proton dengan arah medan magnet sebesar 30^o, maka besar gaya Lorentz yang dialami proton adalah … .

Pembahasannya:

Sobat Zenius, dari soal di atas, elo perlu highlight dulu kata “proton”. Informasi ini menunjukkan bahwa muatan ini adalah muatan positif. Nah, selanjutnya elo bisa jabarkan komponen-komponen yang diketahui dari soal, yaitu:

q = 1,6 x 10^-19 C

v = 3 x 10⁵ m/s

B = 1 T

Θ = 30^o

Nah, elo punya semua nih komponen yang elo butuhkan. Jadi, elo tinggal masukkan aja ke dalam rumus gaya Lorentz, seperti ini:

Mengenal Gaya Lorentz dan Cara Perhitungan Gaya Lorentz - Materi Fisika Kelas 12 33

Gimana? Gampang, kan? Kita coba satu soal lagi deh.

Contoh Soal 2

Dua kawat lurus panjang sejajar, masing-masing dialiri arus listrik sama besar dan pada masing-masing kawat timbul gaya per satuan panjang yang besarnya 2 x 10^-7 N/m. Bila jarak antara kedua kawat itu 1 m, maka kuat arus listrik yang mengalir pada kawat … A.

Pembahasannya:

Nah, informasi penting yang perlu elo highlight adalah “arus listrik sama besar”. Artinya, arus listrik yang elo cari dari soal adalah arus listrik kawat satu maupun kawat dua (I₁ = I₂). Selain itu, disebutkan juga “gaya per panjang” yang bisa elo simbolkan F/l dalam rumus gaya Lorentz.

F/l = 2 x 10^-7 N/m

d = 1 m

I₁ = I₂ = …?

Nah, elo punya semua nih komponen yang elo butuhkan. Jadi, elo tinggal masukkan aja ke dalam rumus gaya Lorentz, seperti ini:

Mengenal Gaya Lorentz dan Cara Perhitungan Gaya Lorentz - Materi Fisika Kelas 12 34

Mengenal Gaya Lorentz dan Cara Perhitungan Gaya Lorentz - Materi Fisika Kelas 12 35

Gimana? Gampang kan kerjain soal tentang gaya magnet? Atau elo butuh contoh soal gaya magnet yang lebih menantang? Tenang, ada kok! Elo tinggal download aplikasi Zenius di hp elo untuk dapetin soal-soal dan video pembahasannya sekalian.

Elo juga bisa klik banner di bawah ini untuk belajar konsep dan rumus gaya Lorentz atau materi fisika lainnya. Tinggal klik banner dan ketik materi yang diinginkan di kolom pencarian ya.

Mengenal Gaya Lorentz dan Cara Perhitungan Gaya Lorentz - Materi Fisika Kelas 12 36

Nah, supaya pemahaman elo makin dalam, ikuti terus review materi dan kerjakan berbagai latihan soal di Zenius, yuk. Ada berbagai paket yang bisa elo beli sesuai kebutuhan elo. Klik banner di bawah ini untuk info selengkapnya!

Pembahasan gue tentang konsep dan rumus gaya Lorentz kelas 12 sampai sini dulu ya! Kalau elo ada pertanyaan, bisa langsung tulis di kolom komentar.

Sampai bertemu di artikel selanjutnya. Semangat terus ya, Sobat Zenius!

Penulis: Trisnajaya Shalsabila

…

carinsurancexyz.top

informasi gacor? ya carinya disini dong

Arsip Tag: Gaya