POLARISABILITAS
Polarisabilitas adalah kemampuan untuk membentuk dipole sesaat. polarisabilitas menentukan respon dinamikal dari sistem ikatan terhadap bidang luar, dan menyediakan penglihatan terhadap struktur internal molekul. Pada padatan, polarisabilitas didefinisikan sebagai momen dipole per unit volum dari kristal sel. Polarisabilitas membuat kita lebih mengerti interaksi antaran atom nonpolar dan molekul dan spesi lain yang bersifat elektrik, seperti ion atau molekul polar dengan momen dipole.
Pendahuluan
Spesi nonpolar netral memiliki susunan simetris spheric dari elektron dalam awan elektronnya. Ketika ada kehadiran dari daerah elektrik, awan elektron mereka dapat terdisorsi (gambar 1). distorsi ini didefinisikan sebagai Polarisabilitas dari atom atau molekul. Distorsi yang terbentuk dari awan elektron menyebabkan molekul yang aslinya nonpolar atau atom mencapai momen dipole. Hal ini menginduksi momen dipole yang terkait pada polarisabilitas dari molekul atau atom dan kekuatan dari ladan elektrik dengan persamaan berikut :
- E merupakan kekuatan dari bidan elektrik dan
α′ merupakan konstanta polarisabilitas dengan unit C m2V-1.
Figure 1: A neutral nonpolar species's electron cloud is distorted by A.) an Ion and B.) a polar molecule to induce a dipole moment
Pada umumnya, polarisabilitas memiliki korelasi dengan interaksi antara elektron dan nukleus. Jumlah dari elektron dalam molekul memberikan efek terhadap bagaimana kekencangan dari muatan nuklir dapat mengontrol keseluruhan distribusi muatan. atom dengan elektron yang lebih sedikit, awan elektron yang rapat, seperti adanya interaksi kuat antara beberapa elektron didalam orbital atom dan inti yang bermuatan positif. Terdapat juga pelindung di dalam atom dengan elektron yang lebih sedikit yang berkontribusi terhadap interaksi yang lebih kuat dari elektron terluar dan inti. Dengan elektron yang tertahan dengan kuat pada tempatnya dalam atom yang lebih kecil, atom atom ini tidak benar-benar mudah terpolarisasi dengan bidan elektrik luar. Atom yang lebih besar dengan banyak elektron, seperti ion negatif dengan kelebihan elektron, lebih mudah terpolarisasi. Atom-atom ini memiliki awan elektron yang tersebar dan jari-jari atomik yang besar yang membatasi interaksi dari elektron luar dan inti.
Faktor yang mempengaruhi polarisabilitas
Hubungan antara polarisabilitas dan faktor-faktor dari kerapatan elektron, jari-jari atomm dan orientasi molekular seperti dibawah ini :
- Semakin besar jumlah elektron, semakin kecil kontrol dari muatan nuklir terhadap distribusi muatan, dan menyebabkan meningkatnya polarisabilitas dari atom.
- Semakin besar jarak dari elektron terhadap muatan inti, semakin kecil kontrol muatan inti terhadap distribusi muatan, dan menyebabkan meningkatnya polarisabilitas dari atom.
- Orientasi molekular terhadap bidan elektrik dapat memiliki efek terhadap polarisabilitas (dilabeli sebagai ketergantungan-orientasi), kecuali terhadap molekul yang : tetrahedral, oktahedral atau ikosahedral (dilabeli sebagai ketergantungan-orientasi). faktro ini lebih penting untuk molekul tak jenuh yang memiliki area dari daerah padat elektron, seperti 2,4-heksadiena. polarisabilitas terbesar dalam molekul ini tercapai ketika bidang elektrik di aplikasikan paralel terhadap molekul daripada perpendikular terhadap molekul.
Polarisabilitas mempengaruh gaya dispersi
Gaya disepersi merupakan gaya intermolekular yang paling lemah. Ini merupakan gaya atraktif yang timbul akibat momen dipole lingkungan sementara dalam nonpolar molekul atau spesi. momen dipole sesaat ini timbul ketika terjadi deviasi sesaat dalam awan elektron dari spesi nonpolar. molekul disekeliling terkena momen dipole sesaat ini dan terdapat reaksi berantai yang menyebabkan kelemahan subsekuen, dipole-terinduksi dipole. Dipole-induksi dipole yang terakumulasi ini ini menyebabkan terbentuknya interaksi antara gaya atraktif dispersi. gaya disepersi ini merupakan gaya yang menyebabkan substansi nonpolar terkondensasi menjadi cairan dan membeku menjadi padatan ketika temperatur cukup rendah.
Polarisabilitas mempengaruhi gaya dispersi dengan cara berikut :
- Dengan meningkatnya polarisabilitas, gaya disepersi juga semakin kuat. hal ini menyebabkan molekul tertarik ke satu arah atau lainnya dan lebih dahsyat dan titik didih dan titik leleh dari substansi kovalen meningkan dengan massa molekular yang besar.
- Poarisabilitas juga mempengaruhi gaya dispersi melalui bentuk molekular dari molekul yang dipengaruhi. Molekul elongasi memilik elektron yang mudah berpindah yang meningkatkan polarisabilitas mereka dan menguatkan gaya dispersi. Seperti gambar 2, kontras, kecil, kompak molekul simetris lebih kecil terpolarisasi yang menyebabkan semakin lemah gaya dispersi, lihat contoh pada gambar 3.
Figure 2: An example of an elongated molecule that is more easily polarized.
Figure 3: An example of a compact less polarizable molecule.
Hubungan antara polarisabilitas dan gaya dispersi terlihat pada persamaan berikut, yang dapat digunakan untuk menentukan interaksi antara 2 atom atau molekul nonpolar :
dengan persamaan berikut :
Untuk menentukan interaksi antara atom atau molekul tak serupa (A dan B) persamaan 2 menjadi :
sumber :
https://en.wikipedia.org/wiki/Polarizability
http://chem.libretexts.org/Core/Physical_and_Theoretical_Chemistry/Physical_Properties_of_Matter/Atomic_and_Molecular_Properties/Intermolecular_Forces/Specific_Interactions/Polarizability