bab 4 pg58-81

Mengapakah kapal udara dan belon kaji cuaca diisikan dengan gas helium?

Bagaimanakah gas klorin melunturkan tompok kotoran yang berwarna? Mengapakah batu permata wujud dalam pelbagai warna?

Mengkaji unsur-unsur tidak menjadi masalah,

Unsur-unsur disusun dalam Jadual Berkala,

Teratur dan sistematik dalam kumpulan dan kala,

Berasaskan sifat-sifat unsur yang ditunjukkan.

58

Setelah mempelajari bab ini, anda harus dapat:

menganalisis Jadual Berkala Unsur

menganalisis unsur Kumpulan 18



menganalisis unsur dalam kala

memahami unsur peralihan

mensyukuri kewujudan unsur

dan sebatiannya

Jadual Berkala Unsur Kumpulan Kala Gas adi Lengai Logam alkali Kereaktifan Keelektronegatifan Unsur peralihan

mpelajari i baab bb l j ii b bbarus dapat::alisis Jaduall Unsuralisis unsur an 18alisis unsur an 1alisis unsur an 17alisis unsur ala

ami unsur nkuri dan unsur

ti nn

Susunan barangan secara sistematik dalam pasar raya membolehkan pelanggan mencari dan mendapatkan item-item dengan senang dalam masa yang singkat. Bayangkan keadaan yang akan terjadi jika barangan terletak secara tidak teratur. Bagaimanakah pula unsur-unsur yang wujud di sekeliling kita? Unsur-unsur ini disusun dengan sistematik dan teratur dalam sebuah jadual yang dinamakan Jadual Berkala Unsur.

BAB 4.indd 58BAB 4.indd 58 9/21/11 3:35 PM9/21/11 3:35 PM

59

A Jadual Berkala Unsur

Pada abad ke-18 dan ke-19, ahli sains banyak menemukan unsur. Unsur-unsur ini telah dikelaskan melalui banyak peringkat yang melibatkan usaha gigih ahli sains. Usaha ini juga telah menghasilkan Jadual Berkala Unsur yang digunakan hari ini.

Sejarah perkembangan Jadual Berkala Unsur

• Pada tahun 1789, Antoine Lavoisier merupakan ahli sains pertama yang mengelaskan bahan-bahan termasuk cahaya dan haba kepada logam dan bukan logam.

• Walau bagaimanapun, pengelasannya tidak berjaya kerana cahaya, haba, dan beberapa sebatian yang lain juga dianggap sebagai unsur.

Johann Dobereiner

• Pada tahun 1829, Dobereiner membahagikan unsur-unsur kepada kumpulan. Setiap kumpulan mengandungi tiga unsur yang mempunyai sifat kimia yang serupa, yang dikenali sebagai triad Dobereiner.

• Jisim atom bagi unsur di tengah hampir sama dengan purata jisim atom bagi dua unsur yang lain dalam setiap triad.

• Pengelasan ini memberikan kesedaran kepada ahli kimia bahawa sifat kimia berhubung kait dengan jisim atom bagi setiap unsur.

John Newlands

• Dari tahun 1864 hingga 1865, Newlands mencadangkan Hukum Oktaf. Beliau menyusun unsur yang telah wujud mengikut tertib jisim atom yang menaik. Sifat yang serupa berulang pada setiap unsur kelapan dalam susunannya.

• Sumbangan beliau gagal kerana Hukum Oktaf hanya dipatuhi oleh 17 unsur yang pertama.

• John Newlands ialah ahli kimia pertama yang menunjukkan kewujudan corak berkala bagi sifat unsur-unsur.

Anda harus dapat:• menghuraikan

sumbangan ahli sains dalam sejarah perkembangan Jadual Berkala Unsur

• mengenal pasti kumpulan dan kala dalam Jadual Berkala Unsur

• menyatakan prinsip asas penyusunan unsur-unsur dalam Jadual Berkala Unsur berdasarkan nombor proton

• menghubungkaitkan susunan elektron unsur dengan kumpulan dan kala

• meramalkan kumpulan dan kala unsur berdasarkan susunan elektron

• menerangkan kebaikan pengelasan unsur dalam Jadual Berkala Unsur

• Jadual Berkala Unsur

Rajah 4.2 Johann Dobereiner (1780 – 1849)

Rajah 4.3 John Newlands (1837 – 1898)

Rajah 4.1 Antoine Lavoisier (1743 – 1794)

Antoine Lavoisier


60

4.1 Mengumpulkan maklumat

Jalankan aktiviti ini secara berkumpulan. Setiap kumpulan dikehendaki mengumpulkan maklumat tentang sumbangan ahli sains yang terlibat dalam perkembangan Jadual Berkala.

Anda boleh mendapatkan bahan rujukan di perpustakaan sekolah atau melayari Internet. Sediakan suatu laporan ringkas berdasarkan maklumat yang diperoleh dengan menggunakan persembahan perisian grafi k. Kemudian, persembahkan laporan tersebut di dalam kelas dan bincangkan dengan rakan-rakan untuk memperbaik maklumat yang dikumpulkan. Paparkan laporan ini pada papan kenyataan kelas anda atau di Pusat Sumber sekolah sebagai rujukan kepada pelajar yang lain.

Susunan unsur-unsur dalam Jadual Berkala UnsurApakah prinsip asas yang diaplikasikan dalam penyusunan unsur dalam Jadual Berkala Unsur moden? Unsur-unsur dalam Jadual Berkala Unsur disusun mengikut tertib nombor proton yang menaik, daripada 1 hingga 113. Unsur dengan sifat kimia yang serupa diletakkan dalam lajur menegak yang sama.

Dmitri Mendeleev ialah pengasas Jadual Berkala moden.

Rajah 4.4 Lothar Meyer (1830 – 1895)

Rajah 4.5 Dmitri Mendeleev (1834 – 1907)

Rajah 4.6 Henry J. G. Moseley (1887 – 1915)

Lothar Meyer

• Pada tahun 1870, Meyer memplot graf isi padu atom melawan jisim atom bagi semua unsur yang wujud pada ketika itu.

• Beliau menyedari bahawa unsur dengan sifat kimia yang serupa menempati kedudukan yang setara pada lengkung itu.

• Beliau berjaya menunjukkan bahawa sifat unsur dapat membentuk suatu corak berkala terhadap jisim atomnya.

Dmitri Mendeleev

• Pada tahun 1869, Mendeleev menyusun unsur mengikut tertib jisim atom yang menaik dan mengelaskannya mengikut sifat kimia yang serupa.

• Beliau meninggalkan tempat kosong dalam jadualnya untuk diisi dengan unsur yang masih belum dijumpai.

• Beliau dapat meramalkan sifat bagi unsur yang belum dijumpai.

Henry J. G. Moseley

• Pada tahun 1914, Moseley membuat kajian spektrum sinar-X bagi unsur.

• Daripada eksperimennya, beliau menyimpulkan bahawa nombor proton seharusnya digunakan sebagai asas bagi perubahan berkala sifat kimia, dan bukannya jisim atom.

• Beliau menyusun semula unsur mengikut tertib nombor proton yang menaik dalam Jadual Berkala Unsur. Dengan ini, beliau mengesahkan kerja Mendeleev.


61

Di bahagian bawah Jadual Berkala Unsur, terdapat dua siri unsur dengan nombor proton 58 hingga 71 dan 90 hingga 103 yang terletak secara berasingan. Dua siri unsur ini dinamakan sebagai lantanida dan aktinida.

Mari kita kaji Jadual Berkala Unsur yang ditunjukkan pada muka surat 176. Jadual Berkala Unsur mempunyai 18 lajur yang menegak. Setiap lajur ini dinamakan kumpulan, iaitu Kumpulan 1 hingga Kumpulan 18. Selain itu, terdapat 7 baris mendatar dalam Jadual Berkala Unsur. Setiap baris mendatar dinamakan kala, iaitu Kala 1 hingga Kala 7.

Anda telah mempelajari susunan elektron bagi atom-atom dalam Bab 2. Bagaimanakah susunan elektron atom bagi sesuatu unsur berhubung kait dengan kumpulan dan kalanya?

• Kumpulan • Kala

Bilangan elektron valens dalam satu atom menentukan kedudukan kumpulan sesuatu unsur dalam Jadual Berkala Unsur.

Bagi unsur-unsur yang mempunyai 1 atau 2 elektron valens,Nombor kumpulan bagi unsur = bilangan elektron valens di dalam atomnyaBagi unsur-unsur yang mempunyai 3 hingga 8 elektron valens,Nombor kumpulan bagi unsur= bilangan elektron valens di dalam atomnya + 10

Nombor proton helium ialah 2. Apakah susunan elektron bagi atomnya? Nyatakan sebab helium diletakkan dalam Kumpulan 18 Jadual Berkala Unsur.

4.2 Menghubung kait

Rajah 4.7 menunjukkan empat kala pertama dalam Jadual Berkala Unsur yang mengandungi 20 unsur pertama.

Rajah 4.7

Salin rajah di atas di dalam buku latihan anda. Bina jadual untuk 20 unsur itu dan tulis (a) simbol bagi setiap unsur dengan nombor proton dan nombor nukleonnya. (b) susunan elektron bagi atom setiap unsur.Satu contoh bagi unsur aluminium telah ditunjukkan. Kemudian, dalam kumpulan berpasangan, kaji susunan elektron bagi atom unsur-unsur itu. Deduksikan hubung kait antara susunan elektron bagi atom setiap unsur dengan kumpulan dan kalanya. Bandingkan jawapan anda dengan rakan-rakan lain.

1

1

2

3

4

2

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

13 14 15 16 17

18

Al1327

2.8.3


62

4.1

4.2

4.3 Menyelesaikan masalah penghitungan

1. Suatu atom unsur D mempunyai nombor proton 19. Di manakah unsur D terletak dalam Jadual Berkala Unsur?

2. Satu atom unsur E mempunyai 10 neutron dengan nombor nukleon 19. Dalam kumpulan dan kala yang manakah unsur E terletak dalam Jadual Berkala Unsur?

3. Satu atom unsur G mempunyai 3 petala yang berisi elektron. Unsur ini terletak dalam Kumpulan 17 Jadual Berkala Unsur. Apakah susunan elektron atom G?

Kedudukan kala bagi unsur dalam Jadual Berkala Unsur ditentukan oleh bilangan petala yang berisi elektron di dalam atom unsur itu. Jadual 4.1 menunjukkan beberapa contohnya.

Jadual 4.1 Hubung kait antara susunan elektron bagi atom unsur dengan kumpulan dan kalanya

Unsur Li Ca Al C P O Cl NeSusunan elektron atom 2.1 2.8.8.2 2.8.3 2.4 2.8.5 2.6 2.8.7 2.8Bilangan elektron valens 1 2 3 4 5 6 7 8Kumpulan 1 2 13 14 15 16 17 18Bilangan petala yang berisi elektron

2 4 3 2 3 2 3 2

Kala 2 4 3 2 3 2 3 2

Dengan itu, kita dapat meramalkan kedudukan kumpulan dan kala suatu unsur berdasarkan susunan elektron atomnya.

Unsur Y terletak dalam Kumpulan 15 dan Kala 2 dalam Jadual Berkala Unsur. Apakah susunan elektron atom Y?Penyelesaian:Bilangan elektron valens di dalam atom Y = nombor kumpulan – 10 = 15 – 10 = 5Bilangan petala yang berisi elektron dalam atom Y = nombor kala = 2Maka, susunan elektron atom Y ialah 2.5.

Suatu atom unsur X mempunyai nombor proton 15. Dalam kumpulan dan kala yang manakah unsur X terletak dalam Jadual Berkala Unsur?Penyelesaian:Bilangan elektron di dalam atom X = bilangan proton = 15Maka, susunan elektron atom X = 2.8.5Atom X mempunyai 5 elektron valens dan 3 petala yang berisi elektron. Maka, unsur X terletak dalam Kumpulan 15 dan Kala 3.


63

Kebaikan mengelaskan unsur-unsur dalam Jadual Berkala UnsurUnsur yang disusun secara tertib dalam Jadual Berkala Unsur membantu kita mengkaji unsur-unsur ini secara sistematik, terutamanya dari segi sifat fi zik dan kimianya. Unsur-unsur dengan bilangan elektron valens yang sama terletak dalam kumpulan yang sama kerana unsur ini mempunyai sifat kimia yang serupa. Selain itu, apakah kebaikan yang lain?

Kita harus berterima kasih atas jasa ahli sains dalam penemuan susunan unsur yang teratur dalam Jadual Berkala Unsur. Mereka juga telah menghabiskan masa yang lama dalam penyelidikan untuk mengkaji sifat unsur-unsur ini.

1. Bagaimanakah Dmitri Mendeleev menyusun unsur-unsur dalam Jadual Berkala Unsurnya?

2. Unsur X terletak dalam Kumpulan 18 dan Kala 2 dalam Jadual Berkala Unsur. Apakah susunan elektron dan nombor proton bagi atom X?

3. Unsur J mempunyai nombor nukleon 11. Atomnya mempunyai 6 neutron. Dalam kumpulan dan kala yang manakah unsur J terletak dalam Jadual Berkala Unsur?

B Unsur-unsur Kumpulan 18

Gambar foto 4.1 Lampu Gambar foto 4.2 Kapal udarapendarfl uor mengandungi moden menggunakan helium gas argon. untuk melakukan penerbangan.

Unsur-unsur Kumpulan 18 sangat berguna dalam kehidupan harian kita. Hampir 1% udara terdiri daripada unsur-unsur ini.

Unsur-unsur Kumpulan 18 terdiri daripada helium, neon, argon, kripton, xenon, dan radon. Unsur-unsur ini dinamakan gas adi. Gas adi ialah gas monoatom. Di manakah kedudukan gas adi dalam Jadual Berkala Unsur?

A

Anda harus dapat:• menyenaraikan semua

unsur Kumpulan 18• menyatakan sifat fi zik

unsur Kumpulan 18 secara umum

• menghuraikan perubahan sifat fi zik unsur Kumpulan 18

• menghuraikan sifat lengai unsur Kumpulan 18

• menghubungkaitkan sifat lengai unsur Kumpulan 18 dengan susunan elektronnya

• menghubungkaitkan susunan elektron duplet dan oktet bagi unsur Kumpulan 18 dengan kestabilannya

• menghuraikan kegunaan unsur Kumpulan 18 dalam kehidupan harian

Kita harus menghargai usaha ahli sains yang merumuskan susunan unsur dan sifatnya secara tertib dalam Jadual Berkala Unsur.

• Gas adi


64

Jadual 4.2 Sifat fi zik unsur Kumpulan 18

Unsur Jisim atom relatif

Nombor proton

Jejari atom (nm)

Takat lebur (°C)

Takat didih (°C)

Ketumpatan (g cm–3)

Helium 4 2 0.050 –270 –269 0.17Neon 20 10 0.070 –248 –246 0.84Argon 40 18 0.094 –189 –186 1.66

Kripton 84 36 0.109 –156 –152 3.45Xenon 131 54 0.130 –112 –107 5.45Radon 222 86 – –71 –62 –

Walau bagaimanapun, beberapa sifat fi zik ini berubah apabila menuruni Kumpulan 18. Berdasarkan Jadual 4.2, saiz atom unsur semakin bertambah apabila menuruni kumpulan kerana bilangan petala yang berisi elektron di dalam atomnya bertambah daripada helium kepada radon.

Takat lebur dan takat didih unsur juga meningkat apabila menuruni Kumpulan 18. Oleh hal ini demikian kerana saiz atom unsur semakin bertambah. Oleh itu, daya tarikan antara atom unsur pun menjadi semakin kuat. Oleh hal yang demikian, lebih banyak tenaga haba diperlukan untuk mengatasi daya tarikan yang semakin kuat semasa proses peleburan atau pendidihan.

Apakah pola perubahan ketumpatan unsur apabila menuruni Kumpulan 18? Hubung kaitkannya dengan jisim atom dan saiz atom unsur.

Sifat lengai unsur Kumpulan 18Semua gas adi adalah lengai, iaitu tidak reaktif secara kimia. Mengapakah gas-gas adi tidak reaktif?

4.4 Menonton simulasi komputer

Tonton simulasi komputer yang mengilustrasikan susunan elektron bagi atom-atom gas adi. Selepas itu, lukis susunan elektron bagi setiap atom unsur Kumpulan 18 dan bandingkan bilangan elektron valensnya. Hubung kaitkannya dengan kereaktifan.

Sifat fizik unsur Kumpulan 18Gas adi mempunyai saiz atom yang kecil. Gas ini tidak berwarna pada suhu dan tekanan bilik. Takat lebur dan takat didihnya rendah. Ketumpatannya juga rendah. Apakah sebabnya?

Beberapa sifat fi zik lain bagi gas adi:• Tidak larut di dalam air• Tidak mengalirkan arus

elektrik• Konduktor haba yang

lemah

• Lengai

Atom G mempunyai nombor nukleon 40 dan 22 neutron. Atom H mempunyai nombor proton 17. Bolehkah atom G bergabung dengan atom H untuk membentuk suatu sebatian? Terangkan jawapan anda.


65

Kaji susunan elektron bagi atom-atom dalam Jadual 4.3. Helium mempunyai dua elektron valens yang disebut sebagai susunan elektron duplet. Gas adi yang lain mempunyai lapan elektron valens yang disebut sebagai susunan elektron oktet. Kedua-dua susunan elektron ini sangat stabil kerana petala terluarnya adalah penuh. Oleh itu, gas adi wujud sebagai gas monoatom dan tidak reaktif secara kimia.

Kegunaan unsur Kumpulan 18Gas adi tidak reaktif secara kimia. Sifat ini menjadikannya begitu berguna dalam kehidupan harian kita.

Gas helium digunakan dalam kapal udara. Apakah sebabnya? Gas helium ditambahkan dalam tangki oksigen penyelam. Tangki itu mengandungi campuran 80% gas helium dan 20% gas oksigen, O2 sebagai atmosfera tiruan. Cecair helium digunakan untuk menyejukkan logam supaya dijadikan superkonduktor. Sebagai contoh, dalam bidang perubatan, cecair helium digunakan untuk menyejukkan gegelung di dalam alat pengimbas badan.

Gas neon digunakan dalam lampu iklan dan tiub televisyen. Gas argon digunakan untuk mengisi mentol. Gas ini juga membekalkan suatu atmosfera lengai dalam kerja mengimpal pada suhu yang tinggi. Gas kripton digunakan dalam laser untuk membaiki retina mata. Gas ini digunakan dalam lampu denyar kilat juga. Radon digunakan dalam rawatan kanser manakala xenon digunakan untuk membuat tiub elektron dan lampu stroboskop. Xenon juga digunakan di dalam kebuk gelembung bagi reaktor tenaga atom.

Mari kita jalankan Aktiviti 4.1 untuk mendapatkan maklumat tambahan tentang kegunaan unsur Kumpulan 18.

• Aktiviti 4.1, muka surat 33

Gambar foto 4.4 Lampu neon yang digunakan membolehkan papan iklan mudah dilihat pada waktu malam

Jadual 4.3 Susunan elektron bagi atom gas adi

Gas Susunan adi elektron

He 2 Ne 2.8 Ar 2.8.8 Kr 2.8.18.8 Xe 2.8.18.18.8 Rn 2.8.18.32.18.8

B 1. Terangkan setiap pernyataan yang berikut:

(a) Neon wujud sebagai gas monoatom.(b) Gas helium digunakan dalam belon kaji cuaca tetapi bukan hidrogen.(c) Gas argon digunakan dalam mentol tetapi bukan udara.

2. Jadual 4.4 menunjukkan susunan elektron bagi atom unsur-unsur L, M, dan Q.(a) Susun takat didih unsur-unsur ini mengikut tertib

menaik. Berikan sebab bagi jawapan anda.(b) Unsur-unsur L, M, dan Q tidak reaktif secara

kimia. Apakah sebabnya?

Jadual 4.4

Unsur Susunan elektronL 2.8M 2.8.18.8Q 2.8.18.32.18.8

Gambar foto 4.3 Belon kaji cuaca menggunakan gas helium


66

Anda harus dapat: • menyenaraikan unsur

Kumpulan 1• menyatakan sifat fi zik

umum litium, natrium, dan kalium

• menghuraikan perubahan sifat fi zik daripada litium, natrium kepada kalium

• menyenaraikan sifat kimia unsur litium, natrium, dan kalium

• menghuraikan persamaan sifat kimia litium, natrium, dan kalium

• menghubungkaitkan sifat kimia unsur Kumpulan 1

dengan susunan elektron• menghuraikan perubahan

kereaktifan unsur Kumpulan 1 apabila menuruni kumpulan

• meramalkan sifat fi zik dan sifat kimia unsur lain dalam Kumpulan 1

• menyatakan langkah keselamatan dalam mengendalikan unsur Kumpulan 1

C Unsur-unsur Kumpulan 1

Gambar foto 4.5 Beberapa kegunaan unsur-unsur Kumpulan 1

Unsur-unsur Kumpulan 1 membentuk sebatian yang digunakan secara meluas dalam pelbagai bidang. Unsur-unsur ini ialah litium, natrium, kalium, rubidium, sesium, dan fransium. Unsur-unsur Kumpulan 1 disebut sebagai logam alkali. Apakah sebabnya?

Sifat fizik unsur Kumpulan 1Litium, natrium, dan kalium ialah logam tetapi unsur-unsur ini mempunyai beberapa sifat fi zik yang luar biasa. Mari kita jalankan Aktiviti 4.2 untuk menentukan sifat-sifat ini.


Daripada Aktiviti 4.2, didapati bahawa unsur-unsur Kumpulan 1 ialah logam yang lembut dengan ketumpatan dan takat lebur yang rendah berbanding dengan logam lain seperti ferum dan kuprum. Tambahan pula, logam-logam alkali ini mempunyai permukaan kelabu yang berkilat. Unsur-unsur kumpulan ini ialah konduktor haba dan elektrik yang baik.

Namun, beberapa sifat fi zik ini berubah secara beransur-ansur apabila menuruni Kumpulan 1. Mari kita kaji Rajah 4.8.

Rajah 4.8 Perubahan sifat fi zik bagi litium, natrium, dan kalium apabila menuruni Kumpulan 1

• Logam alkali

Bateri litium digunakan dalam kalkulator, jam tangan, dan perakam kamera.

Kaca soda kapur mengandungi natrium karbonat, Na2CO3.

Kalium nitrat, KNO3 digunakan sebagai baja.

Apabila menuruni Kumpulan 1, kekerasan, takat lebur, dan takat didih berkurang.

Apabila menuruni Kumpulan 1, saiz atom bertambah.

LiNaK

Susunan elektron bagi atom unsur E dan G masing-masing ialah 2.1 dan 2.8.8.1. Bagaimanakah ketumpatan dan takat lebur bagi kedua-dua unsur ini berbeza?


67

Sifat kimia unsur Kumpulan 1Litium, natrium, dan kalium mempunyai sifat kimia yang serupa tetapi berbeza dari segi kereaktifannya. Mari kita jalankan Eksperimen 4.1 dan Aktiviti 4.3 untuk menentukan sifat kimianya.

• Eksperimen 4.1, muka surat 35 • Aktiviti 4.3, muka surat 38

Logam alkali bertindak balas dengan air secara cergas untuk menghasilkan larutan hidroksida logam beralkali dan gas hidrogen, H2. Sebagai contoh,

2Li(p) + 2H2O(ce) ⎯→ 2LiOH(ak) + H2(g) Litium Air Litium Gas hidroksida hidrogen

Bagaimanakah tindak balas antara logam alkali dengan gas oksigen, O2? Logam alkali terbakar dalam gas oksigen, O2 dengan cepat untuk menghasilkan pepejal putih oksida logam. Sebagai contoh,

4Li(p) + O2(g) ⎯→ 2Li2O(p) Litium Gas Litium oksigen oksida

Logam alkali terbakar dengan semakin cergas daripada litium kepada kalium. Pepejal oksida logam yang terbentuk larut di dalam air untuk membentuk larutan hidroksida logam yang beralkali.

Li2O(p) + H2O(ce) ⎯→ 2LiOH(ak) Litium Air Litium oksida hidroksida

Logam alkali terbakar dalam gas klorin, Cl2 untuk membentuk pepejal putih klorida logam. Sebagai contoh,

2Na(p) + Cl2(g) ⎯→ 2NaCl(p) Natrium Gas Natrium klorin klorida

Bagaimanakah tindak balas antara logam alkali dengan gas bromin, Br2? Logam alkali terbakar dalam gas bromin, Br2 untuk membentuk bromida logam. Sebagai contoh,

2K(p) + Br2(g) ⎯→ 2KBr(p) Kalium Gas Kalium bromin bromida

Litium, natrium, dan kalium mempunyai sifat kimia yang serupa. Apakah sebabnya? Logam alkali mempunyai satu elektron di dalam petala terluarnya ( Jadual 4.5). Semasa tindak balas berlaku, setiap atom unsur ini menderma satu elektron daripada petala terluarnya untuk membentuk satu ion yang bercas +1 supaya mencapai susunan elektron oktet atau duplet yang stabil.

Kebanyakan sebatian logam alkali ialah pepejal putih dan membentuk larutan tidak berwarna di dalam air.

Anda boleh memperoleh maklumat tentang sifat logam alkali melalui laman sesawang http://www.yahoo.com/ dengan menaip kata kunci “logam alkali”.

Mengapakah logam alkali wujud secara semula jadi sebagai sebatian tetapi bukan sebagai unsur bebas?

Kalium superoksida, KO2 digunakan sebagai sumber oksigen oleh pelombong-pelombong semasa kecemasan. Bahan ini menghasilkan gas oksigen, O2 supaya pelombong dapat bernafas semasa kecemasan.

Jadual 4.5 Susunan elektron bagi atom unsur-unsur Kumpulan 1

Logam alkali

Susunan elektron

Li 2.1Na 2.8.1K 2.8.8.1Rb 2.8.18.8.1Cs 2.8.18.18.8.1Fr 2.8.18.32.18.8.1


68

Anda telah memerhatikan bahawa kereaktifan unsur Kumpulan 1 bertambah apabila menuruni kumpulan. Hal ini demikian kerana saiz atom unsur Kumpulan 1 bertambah daripada litium kepada fransium. Jadi, apabila menuruni Kumpulan 1, elektron valens tunggal di dalam petala terluar menjadi semakin jauh dari nukleus. Oleh itu, daya tarikan antara nukleus dengan elektron valens menjadi semakin lemah. Oleh hal yang demikian, atomnya menjadi semakin mudah melepaskan elektron valens tunggal untuk mencapai susunan elektron oktet atau duplet yang stabil.

4.5 Mengumpulkan dan mentafsirkan data

Jalankan aktiviti ini secara berkumpulan. Kumpulkan data tentang unsur Kumpulan 1 yang berkaitan dengan(a) sifat fi zik litium, natrium, dan kalium(b) perubahan sifat fi zik daripada litium kepada natrium, kemudian kepada kalium yang

disertai dengan penerangan(c) sifat kimia litium, natrium, dan kalium(d) persamaan dari segi sifat kimia dan perbezaan dari segi kereaktifan litium, natrium,

dan kalium(e) hubung kait antara sifat kimia unsur Kumpulan 1 dengan susunan elektron atomnya

Bincangkan dan persembahkan hasil kumpulan anda di dalam kelas. Kemudian, sediakan suatu laporan ringkas yang berkaitan dengannya.

Unsur-unsur Kumpulan 18 tidak mengambil bahagian dalam tindak balas kimia kerana susunan elektron atom-atomnya sudah stabil.

Natrium terbakar apabila bertindak balas dengan air manakala sesium meletup apabila bertindak balas dengan air. Apakah sebabnya?

Fransium sangat radioaktif. Fransium-223 mempunyai setengah hayat 22 minit sementara Fransium-215 mempunyai setengah hayat 86 nano saat.

Rubidium, sesium, dan fransium merupakan tiga unsur yang lain dalam Kumpulan 1. Cuba ramalkan sifat fi zik dan sifat kimianya berdasarkan pengetahuan yang telah dipelajari. Mari kita jalankan aktiviti yang berikut untuk menentukannya.

• Aktiviti KBSB 4.1, muka surat 38

Langkah keselamatan dalam mengendalikan unsur Kumpulan 1Semua logam alkali sangat reaktif. Litium, natrium, dan kalium mesti disimpan di dalam botol yang mengandungi minyak parafi n. Gunakan forseps apabila mengambil logam alkali. Anda mesti memakai cermin mata keselamatan dan sarung tangan. Apabila menjalankan eksperimen, pastikan hanya seketul logam alkali yang bersaiz kecil digunakan. Mari kita jalankan Aktiviti 4.4 untuk mendapatkan maklumat tambahan tentang langkah-langkah keselamatan semasa mengendalikan unsur-unsur Kumpulan 1.


• Kereaktifan


69

C 1. Kalium bertindak balas lebih cergas dengan air berbanding dengan natrium. Terangkan

sebabnya. [Nombor proton: Na = 11, K = 19] 2. Atom rubidium mempunyai susunan elektron 2.8.18.8.1. Huraikan pemerhatian dan

tulis persamaan kimia apabila rubidium bertindak balas dengan(a) gas klorin (b) air

3. Nombor proton atom unsur R ialah 3 manakala nombor proton atom unsur T ialah 19.(a) Adakah unsur R dan T menunjukkan sifat kimia yang serupa? Terangkan sebabnya.(b) Tulis formula kimia bagi setiap sebatian yang berikut:

(i) Oksida R (ii) Karbonat T

D Unsur-unsur Kumpulan 17

Unsur-unsur Kumpulan 17 beracun. Tetapi unsur-unsur ini amat bermanfaat kepada kita jika digunakan dalam kuantiti yang terkawal.

Unsur-unsur Kumpulan 17 juga disebut sebagai halogen. Unsur-unsur ini termasuklah fl uorin, klorin, bromin, iodin, dan astatin. Halogen wujud sebagai molekul dwiatom.

Sifat fizik unsur Kumpulan 17Secara umumnya, halogen mempunyai takat lebur dan takat didih yang rendah kerana molekul-molekulnya ditarik oleh daya yang lemah. Apabila menuruni kumpulan ini, keadaan fi zik halogen pada suhu bilik berubah daripada gas kepada cecair, kemudian kepada pepejal.

• Fluorin merupakan gas kuning muda.• Klorin merupakan gas kuning kehijauan.• Bromin merupakan cecair perang kemerahan.• Iodin merupakan pepejal hitam keunguan.

Anda harus dapat:• menyenaraikan unsur

Kumpulan 17 • menyatakan sifat fi zik

umum klorin, bromin, dan iodin

• menghuraikan perubahan sifat fi zik daripada

klorin kepada iodin• menyenaraikan sifat

kimia unsur klorin, bromin, dan iodin

• menghuraikan persamaan sifat kimia klorin,

bromin, dan iodin• menghubungkaitkan sifat

kimia unsur Kumpulan 17 dengan susunan elektron

• menghuraikan perubahan kereaktifan unsur Kumpulan 17 apabila menuruni kumpulan

• meramalkan sifat fi zik dan sifat kimia unsur lain dalam Kumpulan 17

• menyatakan langkah keselamatan dalam mengendalikan unsur Kumpulan 17

Gambar foto 4.6 Air kolam renang dirawat dengan klorin


70

Klorin, iaitu sejenis gas yang beracun telah digunakan dalam Perang Dunia Pertama sebagai senjata kimia pertama untuk membunuh ribuan askar.

Air klorin digunakan sebagai agen peluntur. Bromin ialah agen peluntur yang lebih lemah. Iodin pula ialah agen peluntur yang paling lemah berbanding dengan klorin dan bromin.

Kematian akibat penyakit malaria yang berpunca daripada serangga semakin berkurangan setelah racun serangga berasaskan halogen digunakan. Namun, sebatian ini boleh menjejaskan nyawa organisma lain melalui rantai makanan.

Iodin diperlukan di dalam kelenjar tiroid kita untuk menghasilkan hormon tiroksina dan triiodotironina. Hormon ini mengawal kadar semua proses metabolisme di dalam badan kita, mempengaruhi perkembangan fi zikal, dan aktiviti sistem saraf.

Takat lebur dan takat didihnya semakin meningkat kerana saiz molekulnya semakin bertambah apabila menuruni Kumpulan 17. Dapatkah anda perhatikan bahawa warna halogen juga menjadi semakin gelap apabila menuruni kumpulan? Ketumpatannya juga bertambah apabila menuruni kumpulan. Apakah sebabnya?

Sifat kimia unsur Kumpulan 17Bagaimanakah unsur-unsur Kumpulan 17 bertindak balas dengan air, logam, dan alkali? Mari kita tentukannya dengan menjalankan Eksperimen 4.2.

• Eksperimen 4.2, muka surat 39

Daripada Eksperimen 4.2, kita mendapati bahawa klorin, bromin, dan iodin mempunyai sifat-sifat kimia yang serupa tetapi berbeza dari segi kereaktifannya. Halogen bertindak balas dengan air untuk membentuk dua jenis asid. Sebagai contoh,

Cl2(ak) + H2O(ce) HCl(ak) + HOCl(ak) Klorin Air Asid Asid hidroklorik hipoklorusPersamaan umumnya, ⇀X2 + H2O HX + HOX ↽

iaitu X ialah halogen. Kedua-dua larutan HX dan HOX berasid. Larutan HOX menunjukkan sifat meluntur.

Halogen dalam keadaan gas bertindak balas dengan ferum yang panas untuk membentuk pepejal perang, iaitu ferum(III) halida. Sebagai contoh,

2Fe(p) + 3Br2(g) ⎯⎯→ 2FeBr3(p) Ferum Gas Ferum(III) bromin bromidaPersamaan umumnya,

2Fe(p) + 3X2 (g) ⎯⎯→ 2FeX3(p)

iaitu X ialah halogen.

Halogen juga bertindak balas dengan larutan natrium hidroksida, NaOH untuk membentuk natrium halida, natrium halat(I), dan air. Sebagai contoh,

I2(p) + 2NaOH(ak) ⎯→ NaI(ak) + NaOI(ak) + H2O(ce) Iodin Natrium Natrium Natrium Air hidroksida iodida iodat(I)

Persamaan umumnya,

X2 + 2NaOH(ak) ⎯⎯→ NaX(ak) + NaOX(ak) + H2O(ce)

iaitu X ialah halogen. Halogen dinyahwarnakan semasa tindak balas ini berlaku.


71

Semua halogen mempunyai tujuh elektron valens seperti yang ditunjukkan dalam Jadual 4.6. Dalam tindak balas kimia, atom halogen menerima satu elektron untuk mencapai susunan elektron oktet yang stabil. Dengan demikian, semua halogen menunjukkan sifat kimia yang serupa.

Apabila menuruni Kumpulan 17, saiz atom halogen semakin bertambah. Dengan ini, petala terluar yang berisi elektron bagi atom halogen menjadi semakin jauh dari nukleus. Jadi, daya tarikan nukleus terhadap satu elektron untuk memenuhi petala terluar menjadi semakin lemah dan semakin sukar untuk menerima elektron. Maka, kereaktifan berkurang apabila menuruni kumpulan ini.


Secara berkumpulan, kumpulkan data tentang unsur Kumpulan 17 yang berkaitan dengan(a) sifat fi zik klorin, bromin, dan iodin.(b) perubahan sifat fi zik daripada klorin kepada bromin, kemudian kepada iodin yang

disertai dengan penerangan.(c) sifat kimia klorin, bromin, dan iodin.(d) persamaan dari segi sifat kimia bagi klorin, bromin, dan iodin.(e) hubung kait antara sifat kimia unsur Kumpulan 17 dengan susunan elektron atomnya.

Bincangkan dan persembahkan hasil kumpulan di dalam kelas.

Selain klorin, bromin, dan iodin, unsur-unsur lain dalam Kumpulan 17 ialah fl uorin dan astatin. Mari kita jalankan aktiviti yang berikut untuk meramalkan sifat fi zik dan sifat kimia bagi dua halogen ini.


Langkah keselamatan dalam mengendalikan unsur Kumpulan 17Fluorin ialah bahan berbahaya yang sangat reaktif manakala astatin adalah radioaktif. Dengan demikian, kedua-dua halogen ini tidak digunakan di dalam makmal sekolah. Gas fl uorin, gas klorin, wap bromin, dan wap iodin didapati beracun. Kita harus mengendalikannya di dalam kebuk wasap dengan memakai cermin mata keselamatan dan sarung tangan. Kemalangan mungkin berlaku akibat pengendalian unsur-unsur Kumpulan 17 dengan cara yang salah. Bagaimanakah anda dapat mengatasi masalah ini? Mari kita jalankan Aktiviti 4.5 untuk menentukannya.


Larutan natrium tiosulfat, Na2S2O3 cair amat berguna untuk bertindak balas segera dengan sebarang cecair bromin yang tertumpah pada kulit kita.

Jadual 4.6 Susunan elektron bagi atom unsur-unsur Kumpulan 17

Halogen Susunan elektron

F 2.7Cl 2.8.7Br 2.8.18.7I 2.8.18.18.7

At 2.8.18.32.18.7

Mengapakah fl uorin tidak digunakan di dalam makmal sekolah?


72

D 1. Unsur E terletak di bawah unsur D dalam Kumpulan 17 Jadual Berkala Unsur.

(a) Bandingkan takat lebur dan takat didih unsur D dengan unsur E. Terangkan jawapan anda.

(b) Tulis persamaan kimia bagi tindak balas antara unsur D dengan ferum panas. 2. Terangkan sebab

(a) iodin dan bromin mempunyai sifat kimia yang serupa.(b) iodin kurang reaktif daripada bromin.

3. Astatin terletak di bawah iodin dalam Kumpulan 17 Jadual Berkala Unsur.(a) Ramalkan tiga sifat fi zik astatin.(b) Bolehkah astatin bertindak balas dengan ferum? Jika boleh, bagaimanakah tindak

balas ini berlaku?

E Unsur dalam Kala

Kerajang aluminium digunakan Sulfur ialah komponen dalam untuk membalut makanan. letusan gunung berapi.

Gambar foto 4.7 Aluminium dan sulfur

Apakah persamaan antara unsur yang ditunjukkan dalam Gambar foto 4.7? Kedua-dua unsur ini terletak dalam Kala 3 Jadual Berkala Unsur. Berdasarkan Rajah 4.9, apakah unsur-unsur dalam Kala 3?

Anda harus dapat:• menyenaraikan unsur

Kala 3• menulis susunan

elektron unsur Kala 3• menghuraikan

perubahan sifat unsur apabila merentas Kala 3

• menyatakan perubahan sifat oksida unsur apabila merentas Kala 3

• meramalkan perubahan sifat unsur apabila merentas Kala 2

• menghuraikan kegunaan semi logam

Rajah 4.9 Unsur-unsur Kala 3 dalam Jadual Berkala Unsur

H1 2

3

1

1

2

3

2

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

13 14 15 16 17

18

4 5 6 7 8 9 10

11 12 13 14 15 16 17 18

Li

Na

Be

Mg

B

Al

C

Si

N

P

O

S

F

Cl

He

Ne

Ar


73


Jalankan aktiviti ini secara berkumpulan. Kumpulkan data bagi unsur-unsur Kala 3. Data ini termasuklah nombor proton, susunan elektron bagi atom, jejari atom, keadaan fi zik, dan keelektronegatifan bagi setiap unsur. Anda digalakkan untuk mendapatkan maklumat tambahan dari perpustakaan sekolah atau melayari Internet. Daripada data yang dikumpulkan, gunakan perisian komputer yang sesuai untuk melukis gambar grafi k yang menunjukkan hubung kait antara(a) jejari atom dengan nombor proton (b) keelektronegatifan dengan nombor protonBuat kesimpulan tentang perubahan sifat unsur apabila merentas Kala 3. Persembahkan rumusan kumpulan anda di dalam kelas.

Jadual 4.7 Sifat unsur Kala 3

Unsur kala 3 Na Mg Al Si P S Cl ArNombor proton 11 12 13 14 15 16 17 18Susunan elektron 2.8.1 2.8.2 2.8.3 2.8.4 2.8.5 2.8.6 2.8.7 2.8.8Keadaan fi zik pada suhu bilik

Pepejal Pepejal Pepejal Pepejal Pepejal Pepejal Gas Gas

Jejari atom (pm) 186 160 143 118 110 104 100 94Keelektronegatifan 0.9 1.2 1.5 1.8 2.1 2.5 3.0 –

Unsur-unsur merentas kala dalam Jadual Berkala Unsur menunjukkan perubahan sifat berkala. Perubahan berkala yang sama juga berlaku untuk unsur-unsur yang merentas Kala 3.

Keelektronegatifan unsur ialah ukuran kekuatan atomnya di dalam satu molekul untuk menarik elektron ke arah nukleusnya.

• Keelektronegatifan

Apabila merentas Kala 3,• nombor proton bertambah sebanyak satu unit dari satu unsur

ke satu unsur yang berikutnya.• semua atom unsur mempunyai tiga petala yang berisi

elektron.• bilangan elektron valens di dalam setiap atom bertambah dari

1 hingga 8.• semua unsur wujud sebagai pepejal kecuali klorin dan argon

yang merupakan gas.• jejari dan saiz atom unsur semakin berkurang. Hal ini disebabkan

oleh daya tarikan oleh nukleus terhadap elektron valens semakin kuat.

• keelektronegatifan unsur semakin bertambah. Hal ini juga disebabkan oleh daya tarikan nukleus terhadap elektron valens bertambah kuat.


74

Dengan mengkaji sifat asid dan sifat bes sesuatu oksida, maklumat tentang sifat logam atau bukan logam sesuatu unsur itu dapat ditentukan. Apakah sifat bagi oksida unsur Kala 3? Mari kita jalankan Eksperimen 4.3 untuk menentukannya.

• Eksperimen 4.3, muka surat 45

Daripada Eksperimen 4.3, didapati bahawa natrium dan magnesium membentuk oksida logam yang bersifat bes manakala aluminium membentuk oksida logam yang bersifat amfoterik. Silikon, fosforus, sulfur, dan klorin pula membentuk oksida bukan logam yang bersifat asid.

Oksida logam bersifat bes. Oksida bukan logam biasanya bersifat asid. Beberapa oksida bersifat asid dan bes. Oksida jenis ini disebut sebagai oksida amfoterik.

Rajah 4.10 Sifat asid-bes bagi oksida unsur-unsur Kala 3

Oksida unsur-unsur Kala 3 berubah daripada sifat bes kepada sifat asid apabila merentas Kala 3. Dengan itu, sifat logam bagi unsur-unsur berkurang manakala sifat bukan logam bagi unsur-unsur bertambah apabila merentas Kala 3.

Anda telah mempelajari sifat-sifat unsur dan oksidanya apabila merentas Kala 3. Mari kita jalankan aktiviti yang berikut untuk meramalkan perubahan sifat unsur-unsur apabila merentas Kala 2.


4.8 Mengumpulkan maklumat

Jalankan aktiviti ini secara berkumpulan. Kumpulkan maklumat tentang perubahan sifat bagi oksida unsur-unsur apabila merentas Kala 3. Dapatkan maklumat tambahan dari perpustakaan sekolah atau dengan cara melayari Internet. Adakan perbincangan di dalam kelas dan persembahkan hasil kumpulan anda dalam bentuk laporan.

Mikrocip ialah litar bersepadu yang mengandungi beribu-ribu komponen elektronik pada sekeping silikon yang kecil dan nipis.

Na2O Al2O3

Oksida logam bersifat bes

Oksida logam bersifat amfoterik

Oksida bukan logam bersifat asid

MgO SiO2 SO2P4O10 Cl2O7

Merentas Kala 3

Kegunaan separuh logam dalam industriSeparuh logam atau metaloid ialah konduktor elektrik yang lemah. Separuh logam seperti silikon dan germanium digunakan sebagai semikonduktor. Semikonduktor digunakan untuk membuat diod dan transistor. Diod dan transistor digunakan untuk membuat mikrocip yang dipasang pada komputer, iPad, iPhone, telefon bimbit, televisyen LCD, perakam video, kalkulator, radio, dan peralatan mikroelektronik yang lain.


75

Komputer riba iPod iPhone Televisyen LCD

CONTOH

iPadKad

pengenalan

Gambar foto 4.8 Kegunaan mikrocip

Mari kita jalankan Aktiviti 4.6 untuk mendapatkan maklumat tambahan tentang kegunaan separuh logam.


E

Kita harus menghargai kewujudan pelbagai unsur dan sebatiannya yang amat berguna.

1. Magnesium, fosforus, klorin, dan argon ialah unsur-unsur Kala 3 dalam Jadual Berkala Unsur. [Nombor proton: Mg = 12, P = 15, Cl = 17, Ar = 18](a) Unsur yang manakah merupakan logam? Terangkan jawapan anda.(b) Huraikan perubahan keadaaan fi zik bagi unsur-unsur ini pada suhu bilik apabila

merentas Kala 3. 2. Beberapa oksida unsur Kala 3 ditunjukkan seperti yang berikut:

• Natrium oksida, Na2O • Silikon(IV) oksida, SiO2

• Aluminium oksida, Al2O3 • Sulfur dioksida, SO2

(a) Antara oksida ini, yang manakah yang bertindak balas dengan(i) asid nitrik, HNO3 cair? (ii) larutan natrium hidroksida, NaOH?

(b) Berdasarkan jawapan pada (a), apakah inferens yang dapat dibuat tentang sifat-sifat setiap oksida ini?

3. Simbol litium, karbon, dan fl uorin ditunjukkan seperti yang berikut:

73Li 12

6C 199F

(a) Dalam kala yang manakah ketiga-tiga unsur ini terletak dalam Jadual Berkala Unsur? Terangkan jawapan anda.

(b) Susun ketiga-tiga unsur ini mengikut tertib saiz atom yang bertambah.(c) Bandingkan keelektronegatifan ketiga-tiga unsur ini. Terangkan jawapan anda.

Penggunaan silikon dan germanium sebagai semikonduktor membolehkan kita melayari Internet dan menonton televisyen. Apakah yang akan terjadi kepada kehidupan kita tanpa kewujudan pelbagai unsur dan sebatian?


76

Anda harus dapat:• mengenal pasti

kedudukan unsur peralihan dalam Jadual Berkala Unsur

• memberi contoh unsur peralihan

• menghuraikan sifat unsur peralihan

• menyatakan kegunaan unsur peralihan dalam industri

4.9 Mengenal pasti unsur peralihan

Berdasarkan Jadual Berkala pada muka surat 176,(a) senaraikan nama semua unsur peralihan dan simbolnya.(b) buat kesimpulan tentang kedudukan unsur peralihan dalam Jadual Berkala Unsur.

Unsur peralihan ialah unsur-unsur dari Kumpulan 3 hingga Kumpulan 12 dalam Jadual Berkala Unsur. Semua unsur peralihan ialah logam yang biasanya merupakan pepejal dengan permukaan berkilat. Logam-logam ini adalah mulur, boleh ditempa, dan mempunyai kekuatan regangan yang tinggi. Logam-logam ini merupakan konduktor haba dan elektrik yang baik.

Bagaimanakah unsur peralihan dan logam yang lain dapat dibezakan? Unsur peralihan mempunyai tiga sifat istimewa yang tidak ditunjukkan oleh logam yang lain.

• Unsur peralihan menunjukkan pelbagai nombor pengoksidaan dalam sebatiannya.

• Unsur peralihan membentuk ion atau sebatian yang berwarna.

• Unsur peralihan dan sebatiannya bertindak sebagai mangkin yang berguna.

Sebagai contoh, ferum bergabung dengan gas klorin, Cl2 untuk membentuk dua sebatian, iaitu ferum(II) klorida, FeCl2 dan ferum(III) klorida, FeCl3. Nombor pengoksidaan ferum dalam ferum(II) klorida ialah +2 manakala nombor pengoksidaannya

• Unsur peralihan

Mengapakah tungsten digunakan sebagai fi lamen di dalam mentol elektrik?

Besi ialah logam yang paling banyak digunakan untuk membuat pelbagai jenis barang.

Zink tidak dikelaskan sebagai unsur peralihan kerana tidak menunjukkan sifat istimewa unsur peralihan.

F Unsur Peralihan

Gambar foto 4.9 Beberapa kegunaan unsur peralihan

Dalam kehidupan harian kita, unsur peralihan digunakan secara meluas dalam pelbagai bidang. Contoh unsur peralihan ialah titanium, tungsten, ferum, nikel, kuprum, dan kromium. Di manakah kedudukannya dalam Jadual Berkala?


77

dalam ferum(III) klorida, FeCl3 ialah +3. Warna ferum(II) klorida, FeCl2 ialah hijau manakala warna ferum(III) klorida, FeCl3 ialah perang. Apakah nombor pengoksidaan dan warna bagi beberapa ion atau sebatian unsur peralihan yang lain? Mari kita jalankan Aktiviti 4.7 untuk memerhatikan warna bagi beberapa sebatian unsur peralihan.


Batu permata wujud secara semula jadi dalam pelbagai warna. Hal ini disebabkan oleh kehadiran sebatian unsur peralihan dalam batu pertama ini. Mari kita jalankan Aktiviti 4.8 untuk mengkaji pelbagai jenis batu permata.


Bunga api diperbuat daripada pelbagai jenis sebatian unsur peralihan untuk memberikan kesan berwarna kepada nyalaan.

Unsur peralihan dan sebatiannya merupakan mangkin yang digunakan dalam industri.

Platinum digunakan dalam Proses Ostwald untuk membuat asid nitrik, HNO3.

Nikel digunakan dalam pembuatan marjerin.

Vanadium(V) oksida, V2O5 digunakan dalam Proses Sentuh untuk membuat asid sulfurik, H2SO4.

Dalam Proses Haber, ferum digunakan dalam pembuatan ammonia, NH3.

Kegunaan dalam industri

Rajah 4.11 Kegunaan unsur peralihan sebagai mangkin dalam industri


Kumpulkan dan tafsirkan data bagi unsur peralihan yang berkaitan dengan sifat-sifat yang berikut:(a) Takat lebur (b) Ketumpatan (c) Nombor pengoksidaan yang pelbagai(d) Kebolehan untuk membentuk sebatian berwarna(e) Kegunaan sebagai mangkin

Jalankan aktiviti ini secara berkumpulan. Bincangkan dan persembahkan hasil kumpulan anda di dalam kelas.

1. (a) Berikan lima contoh unsur peralihan.(b) Nyatakan tiga sifat istimewa unsur peralihan.

2. Namakan unsur peralihan atau sebatiannya yang digunakan sebagai mangkin dalam mana-mana tiga proses industri.

3. Batu permata wujud dalam pelbagai warna. Apakah sebabnya?

Mangan dan aluminium ialah logam. Nyatakan dua perbezaan sifat antara mangan dengan aluminium.

F


7878

Jadual Berkala Unsur

✓ Lavoisier, Dobereiner, Newlands, Meyer, Mendeleev, dan Moseley merupakan ahli sains yang menyumbang kepada perkembangan Jadual Berkala.

✓ Unsur-unsur dalam Jadual Berkala disusun mengikut tertib nombor proton yang menaik.

✓ Lajur menegak dalam Jadual Berkala disebut sebagai kumpulan.

✓ Baris mendatar dalam Jadual Berkala disebut sebagai kala.

✓ Nombor kumpulan bagi sesuatu unsur bergantung pada bilangan elektron valensnya.

✓ Nombor kala sesuatu unsur adalah sama dengan bilangan petala yang berisi elektron dalam atom unsur itu.

Unsur-unsur Kumpulan 18

✓ Gas adi mempunyai ketumpatan, takat lebur, dan takat didih yang rendah tetapi sifat ini semakin meningkat apabila menuruni Kumpulan 18.

✓ Sifat lengai gas adi membolehkannya digunakan dalam pelbagai bidang.


✓ Logam alkali mempunyai ketumpatan, takat lebur, dan takat didih yang rendah berbanding dengan logam-logam lain seperti kuprum dan ferum. Takat lebur dan takat didih semakin berkurang apabila menuruni kumpulan ini.

✓ Logam alkali ialah pepejal kelabu berkilat yang lembut.

✓ Logam alkali bertindak balas dengan air, gas oksigen, gas klorin, dan wap bromin.

✓ Semua logam alkali mempunyai sifat-sifat kimia yang serupa.

✓ Kereaktifan logam alkali bertambah apabila menuruni Kumpulan 1.


✓ Halogen wujud sebagai molekul dwiatom.✓ Halogen mempunyai takat lebur, takat

didih, dan ketumpatan yang rendah tetapi sifat ini semakin meningkat apabila menuruni Kumpulan 17.

✓ Halogen bertindak balas dengan air, ferum, dan larutan natrium hidroksida.

✓ Semua halogen mempunyai sifat kimia yang serupa.

✓ Kereaktifan halogen berkurang apabila menuruni Kumpulan 17.

Unsur dalam kala

✓ Apabila merentas Kala 3, • keelektronegatifan unsur bertambah.• jejari atom dan sifat logam bagi unsur-

unsur berkurang.• keadaan fi zik unsur berubah daripada

pepejal kepada gas.• sifat oksida unsur berubah daripada

bes kepada amfoterik kemudian kepada asid.

Unsur peralihan

✓ Unsur peralihan merupakan logam.✓ Sifat istimewa bagi unsur peralihan:

• Unsur-unsur ini menunjukkan nombor pengoksidaan yang pelbagai dalam sebatiannya.

• Unsur-unsur ini membentuk ion atau sebatian yang berwarna.

• Unsur atau sebatiannya ialah mangkin yang baik dalam tindak balas tertentu.

✓ Batu permata berwarna kerana hadirnya sebatian unsur peralihan di dalamnya.


7979

(f ) (g)

(a) Senaraikan ahli sains yang terlibat dalam perkembangan Jadual Berkala Unsur.(b) Nyatakan perubahan sifat fi zik dari segi saiz atom, takat lebur, takat didih, dan ketumpatan

apabila menuruni kumpulan itu.(c) Nyatakan semua sifat kimia bagi unsur dalam kumpulan itu.(d) Apakah kegunaan unsur Kumpulan 18?(e) Huraikan perubahan kereaktifan apabila menuruni kumpulan itu.(f ) Nyatakan perubahan sifat fi zik dari segi saiz atom, sifat logam, keelektronegatifan, dan

keadaan fi zik bagi unsur apabila merentas Kala 3.(g) Apakah kegunaan silikon sebagai separuh logam?(h) Senaraikan sifat fi zik bagi unsur peralihan yang bertindak sebagai logam.(i) Nyatakan tiga sifat istimewa bagi unsur peralihan.

Unsur Kumpulan

18

Unsur Kumpulan 17

Sifat fi zik

(b)

Sifat kimia

(c)

Kegunaan

(d)

Jadual Berkala Unsur

Unsur peralihan

Sifat logam

(h)

Sifat istimewa

(i)

Kegunaan sebagai

mangkin

(a)

Sifat fi zik

(b) (c) (e)

Sifat kimia Kereaktifan

Unsur Kumpulan 1

Sifat fi zik Sifat kimia Kereaktifan

Unsur dalam sesuatu kala

Separuh logamSifat

(b) (c) (e)

Salin peta konsep di bawah. Kemudian, lengkapkan peta ini berdasarkan panduan yang diberi.


8080

4. Rajah 1 menunjukkan sebahagian daripada Jadual Berkala.

X YWZ

Rajah 1

Susunan unsur W, X, Y, dan Z mengikut tertib keelektronegatifan yang menaik ialahA W, X, Y, Z B X, Y, Z, W C Z, Y, X, WD W, Z, Y, X

5. Yang berikut yang manakah menerangkan saiz atom unsur berkurang apabila merentas Kala 3?A Bilangan elektron valens bertambah

apabila merentas Kala 3.B Bilangan proton bertambah apabila

merentas Kala 3.C Bilangan petala yang berisi elektron

berkurang apabila merentas Kala 3.D Jisim atom relatif unsur bertambah

apabila merentas Kala 3.

6. Unsur J berada dalam Kumpulan 10 dan Kala 4 dalam Jadual Berkala Unsur. Yang berikut yang manakah benar?A Unsur J membentuk ion berwarna

di dalam larutan akueus.B Unsur J mempunyai hanya satu

nombor pengoksidaan dalam sebatiannya.

C Unsur J tidak boleh mengalirkan arus elektrik.

D Unsur J mempunyai ketumpatan yang rendah.

4

Soalan Objektif

Arahan: Pilih satu cadangan jawapan yang terbaik bagi setiap soalan.

1. Satu unsur T mempunyai nombor proton 10 dan nombor nukleon 20. Antara pernyataan yang berikut, yang manakah benar?A T bertindak balas dengan natrium

untuk membentuk sebatian ion.B T wujud sebagai molekul dwiatom.C T ialah konduktor haba yang baik.D T merupakan gas pada suhu bilik.

2. Unsur M membentuk ion M+ yang mempunyai susunan elektron 2.8. Antara pernyataan yang berikut, yang manakah benar tentang unsur M?I Unsur M terbakar dalam gas bromin

untuk membentuk sebatian dengan formula MBr.

II Unsur M terletak dalam Kala 2 Jadual Berkala.

III Unsur M bertindak balas secara cergas dengan air.

IV Unsur M mengalirkan arus elektrik dalam keadaan pepejal.

A I dan IV C I, III dan IVB II dan III D I, II, III dan IV

3. Satu unsur R mempunyai 10 neutron dan nombor nukleonnya ialah 19. Yang berikut yang manakah benar tentang sifat unsur R?A Unsur R bertindak balas dengan

larutan natrium hidroksida untuk membentuk garam.

B Unsur R bertindak balas dengan air untuk menghasilkan gas hidrogen.

C Unsur R ialah pepejal yang lembut pada suhu bilik.

D Unsur R ialah konduktor elektrik yang baik.


8181

Soalan Subjektif

Arahan: Jawab semua soalan.

1. Empat unsur peralihan disenaraikan seperti yang berikut:

• Titanium • Ferum • Kuprum • Nikel

(a) Senaraikan tiga sifat fi zik bagi titanium, ferum, kuprum, dan nikel yang menunjukkan sifat logamnya.

(b) Nyatakan warna bagi ion yang berikut dalam larutan akueus.(i) Fe3+ (ii) Ni2+

(c) (i) Namakan proses dalam industri yang menggunakan ferum sebagai mangkin.(ii) Tulis persamaan kimia bagi proses industri ini.

(d) Ferum menunjukkan nombor pengoksidaan yang pelbagai dalam sebatiannya. Terangkan pernyataan ini dengan menggunakan contoh yang sesuai.

(e) Namakan satu bahan semula jadi yang mengandungi sebatian unsur peralihan.

Soalan Esei

Arahan: Jawab semua soalan.

1. (a) Kedudukan fransium lebih rendah daripada kalium dalam Kumpulan 1 Jadual Berkala Unsur. Berdasarkan sifat kalium, ramalkan sifat fi zik dan sifat kimia fransium.

(b) Maklumat tentang klorin, bromin, dan iodin disenaraikan seperti yang berikut:

• Klorin dan iodin menunjukkan sifat kimia yang serupa.• Kereaktifan berkurang daripada klorin kepada bromin dan kemudian kepada

iodin.

Terangkan setiap maklumat ini.(c) Bandingkan takat didih klorin, bromin, dan iodin. Terangkan jawapan anda.

2. (a) Jadual 1 menunjukkan kedudukan kumpulan bagi unsur W, X, dan Y dalam Jadual Berkala Unsur. Unsur W dan X terletak dalam Kala 4 manakala unsur Y terletak dalam Kala 5 Jadual Berkala Unsur.(i) Unsur W dan X ialah logam. Huraikan sifat

istimewa bagi unsur X yang membezakannya daripada unsur W.

(ii) Unsur W dan Y ialah pepejal pada suhu dan tekanan bilik. Nyatakan dua sifat fi zik yang berbeza antara dua unsur ini.

(iii) Huraikan satu ujian kimia untuk membezakan antara unsur W dengan unsur Y.

(b) Unsur L mempunyai nombor proton 11. Oksida L ialah serbuk putih. Ramalkan sama ada oksida L bersifat bes ataupun asid. Huraikan satu ujian kimia untuk mengesahkan ramalan anda.

Jadual 1

Unsur Kumpulan

W 1

X 6

Y 17


bab 4 pg58-81

Documents