Gaya Van der Waals dikenalkan oleh seorang ahli fisika bangsa Belanda, yaitu J.D. Van der Waals. Beliau menemukan adanya gaya tarik yang sangat lemah antarmolekul gas, misalnya antarmolekul gas Cl2 dan Br2 terjadi gaya tarik yang lemah. Jika terjadi penurunan suhu pada gas, gaya tarik antarmolekulnya semakin kuat dan pada suhu yang cukup rendah molekul-molekul gas akan mengelompok membentuk tetes-tetes cairan (mengembun).
Gaya Van der Waals dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu gaya disperse dan gaya dipol-dipol. Molekul dapat menarik satu sama lain pada jarak sedang dan saling tolak pada jarak dekat. Gaya yang menarik secara kolektif disebut “van der Waals”.
a. Gaya Disperse (Gaya London)
Gaya disperse terjadi akibat adanya tarik-menarik antara molekul-molekul nonpolar. Gaya disperse dikemukakan oleh Fritz London (1930), ahli fisika dari Jerman sehingga gaya tarik yang terjadi kemudian dikenal sebagai gaya London. Menurut London, elektron-elektron di dalam molekul selalu bergerak dengan jarak yang tertentu dari inti.
Gerakan ini memungkinkan elektron pada suatu saat lebih banyak berada di salah satu sisi dibandingkan sisi yang lain sehingga molekul memiliki momen dipol. Momen dipol ini disebut dipol sesaat karena hanya berlangsung sepersekian detik. Saat berikutnya, elektron berada di tempat yang berbeda dan menyebabkan dipol sesaat yang lain. Dipol sesaat yang terjadi dapat menginduksi dipol sesaat dari molekul tetangganya. Akibatnya terjadi gaya tarik antara molekul-molekul nonpolar tersebut. Contoh pembentukan dipol sesaat pada molekul neon (Ne).
Kekuatan gaya tarik London sebanding dengan polarisabilitas molekul. Polarisabilitas menunjukkan kemudahan terganggunya distribusi elektron dalam molekul. Pada umumnya, makin besar massa molar (M ) molekul yang berarti jumlah elektron makin banyak, polarisabilitas makin tinggi (distribusi elektron semakin mudah terganggu) sehingga gaya London makin kuat.
Gaya London yang semakin kuat mengakibatkan titik didih molekul semakin tinggi. Sebagai contoh, Anda bandingkan gaya tarik antarmolekul CH4 (Mr=16 g/mol) dan molekul C3H8 (Mr= 44). Molekul CH4 memiliki massa molar yang lebih besar dari C3H8. Akibatnya gaya London dalam molekul ini lebih kuat sehingga titik didih molekulnya juga lebih tinggi. Titik didih C3H8 adalah -42°C, sedangkan titik didih CH4 adalah -161°C.
b. Gaya Dipol-dipol
Gaya dipol-dipol terjadi akibat tarik-menarik antara molekul-molekul polar. Molekul polar adalah molekul yang memiliki momen dipol permanen dengan kedua ujung berbeda muatan. Adanya beda muatan ini menimbulkan gaya tarik elektrostatik sehingga terjadi tarik-menarik antarmolekul dalam cairan atau padatan. Gaya tarik antarmolekul polar inilah yang disebut gaya dipol-dipol. Misalnya antarmolekul HCl terjadi gaya dipol-dipol akibat adanya beda muatan antara H dan Cl. Semakin besar momen dipol, gaya tarik semakin kuat.
Gaya tarik dipol-dipol lebih kuat daripada gaya tarik antarmolekul nonpolar, sehingga titik didih cenderung lebih tinggi. Misalnya, jika kalian membandingkan molekul SiH4 dengan molekul PH3. Molekul PH3 adalah molekul polar, sedangkan molekul SiH4 adalah molekul nonpolar. Gaya tarik dipol-dipol antarmolekul PH3 mengakibatkan titik didihnya lebih tinggi dibandingkan SiH4. Titik didih PH3 adalah -88°C, sedangkan titik didih SiH4 adalah -112°C.
