Bagaimana pengaruh ikatan hidrogen terhadap titik didih dan titik cair senyawa

Artikel ini mengandung informasi tentang ikatan hidrogen dan pengaruhnya terhadap titik didih senyawa.

Ikatan hidrogen sebenarnya bukanlah suatu ikatan antar atom-atom melainkan sebuah gaya antar molekul. Disebut ikatan hidrogen karena gaya ini adalah gaya yang paling kuat dibandingkan gaya gaya antar molekul lainnya.

Karena kekuatan inilah senyawa yang mampu membentuk ikatan hidrogen mengalami penyimpangan titik didih dari yang seharusnya.

Sebelum membahas mengenai pengaruh ikatan hidrogen terhadap titik didih, mari kita cari tahu terlebih dahulu apa itu ikatan hidrogen.

Pengertian Ikatan Hidrogen 
Ikatan hidrogen adalah gaya antar molekul yang muncul antara atom yang bersifat elektronegatif dari suatu molekul dengan atom hidrogen dari molekul yang lain.

Ikatan hidrogen biasanya terjadi pada senyawa yang mengandung atom hidrogen yang terikat pada atom-atom elektron negatif seperti N, O dan F.

Contoh :N ⇒ NH3O ⇒ H2O

F ⇒ HF

Atom yang bersifat elektronegatif punya kecenderungan untuk menarik elektron yang dipakai bersama dalam suatu ikatan kearahnya.

Pada ketiga senyawa di atas, N, O dan F adalah atom yang bersifat elektronegatif sehingga menarik pasangan elektron yang dipakai bersama dengan atom hidrogen kearahnya.

Akibatnya distribusi elektron lebih banyak berada disekitar atom-atom yang elektronegatif ini sehingga atom-atom tersebut bermuatan parsial negatif dan atom H akan bermuatan parsial positif.

Jika dua molekul NH3, H2O atau HF terletak berdekatan, maka atom yang bermuatan parsial negatif dari satu molekul dapat menarik atom hidrogen yang bermuatan parsial positif dari molekul yang lain sehingga muncullah gaya antar molekul yang disebut dengan ikatan hidrogen.

Jika diperhatikan ketika senyawa di atas, ada faktor lain dapat menimbulkan ikatan hidrogen antar molekul yaitu adanya pasangan elektron bebas (pasangan elektron yang tidak digunakan untuk berikatan) pada setiap atom elektronegatif.

Atom N pada NH3 memiliki satu pasang elektron bebas, atom O pada H2O memiliki dua pasang elektron bebas, sedangkan atom F pada HF memiliki 3 pasangan elektron bebas.

Adanya elektron bebas pada atom yang elektronegatif juga membantu menarik atom hidrogen yang bermuatan parsial positif dari molekul lain.

Berbeda dengan CH4 yang tidak membentuk ikatan hidrogen antar sesama molekulnya. 

Pada CH4, atom hidrogen terikat pada atom karbon yang kurang elektronegatif (keelektronegatifan C = 2,5 dan H = 2,1) sehingga elektron yang dipakai bersama relatif terletak di tengah-tengah atom. Hal ini membuat ikatan nya bersifat nonpolar (tidak punya kutub parsial positif dan negatif).

Kemudian, atom C yang sedikit lebih elektronegatif dibandingkan atom H tidak memiliki pasangan elektron bebas yang dapat membantu menarik atom hidrogen dari molekul lain.

Oleh karena itulah, antar molekul CH4 tidak muncul ikatan hidrogen.

Selain antar sesama molekul, ikatan hidrogen juga terbentuk antara senyawa yang berbeda.

Contoh:
Larutan metanol (CH3OH) dalam air.

Larutan metanol dalam air dapat membentuk beberapa kemungkinan ikatan hidrogen, yaitu: 

Ikatan hidrogen antar sesama molekul air dan ikatan hidrogen antar sesama molekul CH3OH

Ikatan hidrogen antara H2O dan CH3OH

Kemungkinan-kemungkinan terbentuknya ikatan hidrogen di atas memiliki energi yang berbeda-beda (kekuatan gaya antar molekulnya)

Contoh:Ikatan hidrogen antar H……...F lebih kuat dibandingkan H……….O atau H……….N karena F lebih elektronegatif dibandingkan O dan N.

Pengaruh Ikatan Hidrogen Terhadap Titik Didih Senyawa
Biasanya titik didih senyawa meningkat seiring dengan meningkatnya massa molekul. Hal ini disebabkan karena gaya Van Der Waals nya semakin besar. 

Misalnya pada kelompok senyawa golongan IVA berikut.

1) CH4 (Mr = 16), titik didih = - 161,6 ⁰C

2) SiH4 (Mr = 32), titik didih = - 111,7 ⁰C

3) GeH4 (Mr = 77), titik didih = - 88,5 ⁰C

4) SnH4 (Mr = 203), titik didih = - 52 ⁰C

Keempatnya senyawa atas mematuhi aturan umum tentang titik didih yang meningkat seiring dengan semakin besarnya Mr senyawa.

Titik didih SiH4 lebih tinggi dibandingkan CH4 karena Mr SiH4 lebih besar dibandingkan CH4.

Tetapi pada kelompok senyawa halogen seperti HF (20), HCl (36,5), HBr (81) dan HI (128) terdapat penyimpangan titik didih pada HF yang mampu membentuk ikatan hidrogen antara sesama molekulnya.

Walaupun HF merupakan molekul yang Mr-nya paling kecil, tetapi akibat adanya ikatan hidrogen antar sesama molekulnya, titik didih HF melebihi titik tiga senyawa halogen yang lain yang massa molekul relatifnya lebih berat.

Hal yang sama juga berlaku pada kelompok senyawa golongan VA dan VIA di mana NH3 dan H2O memiliki titik didih lebih tinggi dari senyawa dengan Mr yang lebih besar dalam golongannya karena mampu membentuk ikatan hidrogen.

Dari pemaparan diatas dapat kita simpulkan bahwa adanya ikatan hidrogen meningkatkan titik didih senyawa lebih tinggi daripada yang diramalkan berdasarkan berat molekul.

Selain dengan titik didih ikatan hidrogen juga mempengaruhi kelarutan suatu senyawa di dalam air.

Senyawa yang mampu membentuk ikatan hidrogen dengan air cenderung lebih mudah larut dibandingkan dengan senyawa yang tidak bisa membentuk ikatan hidrogen dengan air.

Misalnya gula yang pada strukturnya terdapat banyak gugus OH sebagai gugus pembentuk ikatan hidrogen dengan air. Akibatnya gula dapat dengan mudah larut di dalam air.

Sekian penjelasan tentang ikatan hidrogen dan pengaruhnya terhadap titik didih senyawa. Semoga penjelasan di atas dapat menambah pemahaman kamu terhadap materi kimia di sekolah.