m 4 jirim dan bahan

26
Modul 4 Sains Tingkatan Empat GCBP 95 MODUL 4: JIRIM DAN BAHAN OBJEKTIF PEMBELAJARAN 4.1 Memahami perubahan keadaan jirim. 4.2 Memahami struktur atom. 4.3 Mengaplikasi idea tentang nombor proton dan nombor nukleon dalam atom unsur. 4.4 Memahami pengelasan unsur dalam jadual berkala. 4.1 PERUBAHAN KEADAAN JIRIM Teori Kinetik Jirim 1. Jirim terdiri daripada 3 keadaan iaitu pepejal, cecair dan gas. 2. Terdiri daripada zarah-zarah yang sangat halus dan diskrit 3. Sentiasa bergerak dan bergetar secara rawak. 4. Zarah-zarahnya sentiasa berlanggar antara satu sama lain dan dengan dindng bekas. 5. Semakin tinggi suhu semakin tinggi tenaga kinetik zarah-zarah. Sifat Jirim Sifat jirim Pepejal Cecair Gas Susunan zarah Zarah-zarah tersusun dengan rapat, padat dan teratur dalam kedudukan yang tepat. Terdapat ruang kosong yang sangat sedikit di antara zarah-zarah. Zarah-zarah cecair tersusun dengan tidak teratur dan kurang rapat. Terdapat ruang kosong diantara zarah-zarah. Kebanyakan zarahnya bersentuhan antara satu sama lain. Zarah-zarah gas tersusun dengan tidak teratur dan terpisah jauh antara satu sama lain. Pergerakan zarah Zarah-zarah tidak bebas bergerak dan bergetar pada kedudukan yang tepat sahaja. Zarah-zarah bergerak secara rawak dengan agak perlahan. Zarah-zarah bergerak secara rawak dengan laju dalam semua arah. Daya tarikan antara zarah Sangat kuat Kurang kuat Sangat lemah Bentuk Tetap Mengikut bentuk bekas Mengisi seluruh bekas Isi padu Tetap Tetap Tidak tetap Jadual 4.1: Sifat jirim dalam keadaan pepejal, cecair dan gas.

Upload: naninini

Post on 17-Jan-2016

313 views

Category:

Documents


8 download

DESCRIPTION

sains f4

TRANSCRIPT

Page 1: M 4 JIRIM DAN BAHAN

Modul 4 Sains Tingkatan Empat GCBP

95

MODUL 4: JIRIM DAN BAHAN

OBJEKTIF PEMBELAJARAN

4.1 Memahami perubahan keadaan jirim. 4.2 Memahami struktur atom. 4.3 Mengaplikasi idea tentang nombor proton dan nombor nukleon dalam atom unsur. 4.4 Memahami pengelasan unsur dalam jadual berkala.

4.1 PERUBAHAN KEADAAN JIRIM Teori Kinetik Jirim

1. Jirim terdiri daripada 3 keadaan iaitu pepejal, cecair dan gas. 2. Terdiri daripada zarah-zarah yang sangat halus dan diskrit 3. Sentiasa bergerak dan bergetar secara rawak. 4. Zarah-zarahnya sentiasa berlanggar antara satu sama lain dan dengan dindng bekas. 5. Semakin tinggi suhu semakin tinggi tenaga kinetik zarah-zarah.

Sifat Jirim

Sifat jirim Pepejal Cecair Gas

Susunan

zarah

Zarah-zarah

tersusun dengan

rapat, padat dan

teratur dalam

kedudukan yang

tepat.

Terdapat ruang

kosong yang sangat

sedikit di antara

zarah-zarah.

Zarah-zarah cecair

tersusun dengan tidak

teratur dan kurang

rapat.

Terdapat ruang

kosong diantara

zarah-zarah.

Kebanyakan zarahnya

bersentuhan antara

satu sama lain.

Zarah-zarah gas

tersusun dengan

tidak teratur dan

terpisah jauh

antara satu sama

lain.

Pergerakan

zarah

Zarah-zarah tidak

bebas bergerak dan

bergetar pada

kedudukan yang tepat

sahaja.

Zarah-zarah bergerak

secara rawak dengan

agak perlahan.

Zarah-zarah

bergerak secara

rawak dengan laju

dalam semua arah.

Daya tarikan

antara zarah

Sangat kuat Kurang kuat Sangat lemah

Bentuk Tetap Mengikut bentuk bekas Mengisi seluruh

bekas

Isi padu Tetap Tetap Tidak tetap

Jadual 4.1: Sifat jirim dalam keadaan pepejal, cecair dan gas.

Page 2: M 4 JIRIM DAN BAHAN

Modul 4 Sains Tingkatan Empat GCBP

96

Perubahan Keadaan Jirim 1. Perubahan keadaan jirim berlaku melalui proses pemanasan atau penyejukkan, iaitu

tenaga haba diserap atau dibebaskan daripada jirim. 2. Perubahan keadaan jirim yang berlaku apabila haba dibekalkan/diserap ialah:-

(a) Peleburan (b) Pendidihan (c) Penyejatan (d) Pemejalwapan

3. Perubahan keadaan jirim yang berlaku apabila haba terbebas ialah:- (a) Pembekuan (b) Kondensasi (c) Pemejalwapan

Proses Perubahan keadaan jirim Penerangan ringkas

Peleburan

Pepejal Cecair

Apabila pepejal dipanaskan, tenaga

haba diserap oleh zarah-zarahnya.

Zarah-zarah memperoleh tenaga

kinetik yang lebih banyak dan

bergetar dengan lebih cepat.

Pada takat lebur, zarah-zarah pepejal

memperoleh tenaga yang mencukupi

untuk mengatasi daya tarikan antara

zarah dan seterusnya bergerak

secara bebas.

Pepejal melebur dan bertukar kepada

cecair.

Pendidihan

Cecair Gas

Apabila cecair dipanaskan, tenaga

haba diserap oleh zarah-zarahnya.

Zarah-zarah cecair memperoleh

tenaga kinetik yang lebih banyak dan

bergerak dengan lebih pantas.

Pada takat didih, tenaga yang

diperolehi membolehkan zarah-zarah

mengatasi daya tarikan antara zarah

dan terbebas daripada gas.

Penyejatan

Cecair Gas

Cecair bertukar kepada gas walaupun

pada suhu rendah daripada takat

didih.

Berlaku pada permukaan cecair.

Proses berlaku perlahan tetapi

meningkat pada hari panas dan

berangin.

Pemejalwapan

Pepejal Gas

Apabila pepejal dipanaskan, zarah-

zarahnya memperoleh tenaga yang

lebih banyak dan bergerak dengan

lebih cepat.

Zarah-zarah pepejal terpisah daripada

kekisi pepejal dan terbebas sebagai

gas ke udara.

Jadual 4.2: Perubahan keadaan jirim apabila haba diserap

Page 3: M 4 JIRIM DAN BAHAN

Modul 4 Sains Tingkatan Empat GCBP

97

Proses Perubahan keadaan jirim Penerangan ringkas

Pembekuan

Cecair Pepejal

Apabila cecair disejukkan, zarah-zarahnya akan kehilangan tenaga dan ditarik bersama oleh daya tarikan yang kuat antara zarah.

Hal ini menyebabkan zarah-zarah cecair tidak bebas bergerak dan bergetar setempat sahaja.

Cecair membeku untuk menjadi pepejal.

Kondensasi

Gas Cecair

Apabila gas disejukkan, zarah-zarahnya kehilangan tenaga dan ditarik bersama oleh daya tarikan antara zarah yang kuat.

Hal ini menyebabkan zarah-zarah bergerak dengan perlahan.

Jarak diantara zarah-zarah gas menjadi lebih rapat. Gas bertukar kepada cecair.

Pemejalwapan

Gas Pepejal

Apabila gas disejukkan, zarah-zarahnya kehilangan tenaga dan ditarik bersama oleh daya tarikan yang kuat antara zarah.

Hal ini menyebabkan zarah-zarah bergerak dengan sangat perlahan.

Jarak di antara zarah-zarah gas menjadi lebih rapat. Gas bertukar kepada pepejal.

Jadual 4.3 : Perubahan keadaan jirim apabila haba terbebas

Rajah 4.1: perubahan keadaan jirim yang melibatkan perubahan haba.

Pemejalwapan (haba terbebas)

Pembekuan (haba terbebas)

Peleburan (haba diserap)

Pemejalwapan (haba diserap)

Kondensasi (haba terbebas)

Pendidihan / Penyejatan (haba diserap)

Page 4: M 4 JIRIM DAN BAHAN

Modul 4 Sains Tingkatan Empat GCBP

98

Latihan 4.1: 1. Lengkapkan jadual yang berikut:

Perubahan keadaan jirim

Nama proses Haba diserap atau terbebas

a. Cecair kepada gas

b. Gas kepada pepejal

c. Pepejal kepada gas

d. Pepejal kepada cecair

e. Cecair kepada pepejal

f. Gas kepada cecair

2. Gas boleh dimampatkan kerana zarah-zarah gas

A. Tersusun secara teratur. B. Berjauhan antara satu sama lain. C. Terdiri daripada molekul –molekul. D. Mempunyai daya tarikan diantara satu sama lain.

3. Antara berikut yang manakah betul antara zarah pepejal, cecair dan gas.

Pepejal Cecair Gas

A. Zarah tersusun secara

teratur dan sangat rapat.

Zarah tersusun dan

sangat rapat.

Zarah tidak tersusun dan

jauh antara satu sama lain.

B. Zarah tidak bergetar. Zarah bergetar pada

kedudukannya.

Zarah bergerak secara

rawak.

C. Daya tarikan antara zarah

sangat kuat.

Daya tarikan antara zarah

kurang kuat.

Daya tarikan antara zarah

sangat lemah.

D. Tenaga kinetik zarah

tinggi.

Tenaga kinetik zarah

sederhana.

Tenaga kinetik rendah.

4. Pernyataan yang manakah merujuk kepada teori kinetik jirim?

A. Pergerakan zarah-zarah sentiasa tetap. B. Saiz zarah-zarah berubah dengan tetap. C. Zarah-zarah berhenti bergerak apabila suhu berkurang. D. Zarah-zarah bergerak lebih cepat apabila suhu meningkat.

5. Rajah 1 menunjukkan perubahan dalam keadaan jirim. Antara A, B, C dan D, yang manakah mewakili proses kondensasi?

Page 5: M 4 JIRIM DAN BAHAN

Modul 4 Sains Tingkatan Empat GCBP

99

4.2 STRUKTUR ATOM

1. Atom Semua jirim terdiri daripada unit yang sangat kecil yang disebut atom.

Rajah 4.2 : struktur satu atom

2. Zarah Subatom

Terdapat 3 jenis zarah subatom

Rajah 4.3 : Zarah-zarah subatom dalam suatu atom.

3. Perbandingan antara zarah subatom

Zarah subatom

simbol Kedudukan dalam atom

Cas relatif

Jisim relatif

Jisim dalam gram

Proton p Nukleus +1 1 1.672×10-24

Neutron n Nukleus 0 1 1.675×10-24

elektron e Bergerak mengelilingi nukleus

-1 1/1840 9.107×10-28

Jadual 4.21: Perbandingan antara zarah-zarah subatom.

4.3 NOMBOR PROTON DAN NOMBOR NUKLEON DALAM ATOM

Nombor proton dan nombor nukleon 1. Nombor proton ialah bilangan proton dalam atom suatu unsur. 2. Nombor nukleon ialah jumlah bilangan proton dan neutron dalam atom suatu unsur.

nombor proton = bilangan proton = bilangan elektron dalam atom neutral nombor nukleon = bilangan proton (nombor proton) + bilangan neutron nombor neutron = nombor nukleon – nombor proton nombor nukleon - bilangan proton

Page 6: M 4 JIRIM DAN BAHAN

Modul 4 Sains Tingkatan Empat GCBP

100

3. Bagi atom yang neutral: Isotop

1. Atom-atom yang mempunyai nombor proton yang sama tetapi nombor neutron yang berbeza.

2. Sifat kimia unsur ini adalah sama tetapi sifat fizik yang berbeza.

Unsur Isotop Nombor

neutron

Nombor

nukleon

Nombor

proton

Bilangan

proton

Bilangan

neutron

Bilangan

elektron

Hidrogen Hidrogen-1 (protium)

0 1 1 1 0 1

Hidrogen-2 (deuterium)

1 2 1 1 1 1

Hidrogen-3 (tritium)

2 3 1 1 2 1

Oksigen Oksigen-16 8 16 8 8 8 8

Oksigen-17 9 17 8 8 9 8

Oksigen-18 10 18 8 8 10 8

Karbon Karbon-12 6 12 6 6 6 6

Karbon-13 7 13 6 6 7 6

Karbon-14 8 14 6 6 8 6

Latihan 4.3 1. Nyatakan tiga jenis zarah dalam subatom dalam atom.

i. _______________________________________

ii. _______________________________________

iii. _______________________________________

2. Apakah kandungan nukleus atom?

3. Apakah cas yang terdapat dalam proton, elektron dan neutron?

4. Satu atom x mempunyai bilangan elektron 13, bilangan proton 13 dan bilangan neutron

14. Berapakah nombor nukleon bagi atom x?

A. 14

B. 26

C. 27

D. 40

nombor nukleon = bilangan elektron + bilangan neutron

bilangan neutron = nombor nukleon – bilangan elektron

Page 7: M 4 JIRIM DAN BAHAN

Modul 4 Sains Tingkatan Empat GCBP

101

5. Jadual di bawah menunjukkan maklumat tentang unsur-unsur P,Q,R dan S.

Unsur Nombor proton Nombor nukleon

P 8 16

Q 6 12

R 7 14

S 6 14

Pasangan manakah merupakan isotop? A. P dan Q

B. Q dan R

C. Q dan S

D. P dan S

6. Apakah yang dimaksudkan dengan nombor nukleon?

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

4.4 PENGELASAN UNSUR DALAM JADUAL BERKALA Pengelasan unsur

1. Dalam jadual berkala, setiap grid mengandungi simbol sesuatu unsur, nombor proton dan nombor nukleonnya. Contohnya seperti:

Nombor nukleon Simbol unsur Nombor proton

Unsur Bilangan

proton

Bilangan

elektron

Bilangan

neutron

Nombor

proton

Nombor

nukleon

Hidrogen 1 1 0 1 1

Helium 2 2 2 2 4

Litium 3 3 4 3 7

Berilium 4 4 5 4 9

Boron 5 5 6 5 11

Karbon 6 6 6 6 12

Nitrogen 7 7 7 7 14

oksigen 8 8 8 8 16

Fluorin 9 9 10 9 19

Neon 10 10 10 10 10

2. Dalam jadual berkala, unsur-unsur disusun mengikut tertib menaik nombor proton dari kiri ke kanan. 3. Unsur yang disusun menegak disebut kumpulan manakala baris mendatar dari kiri ke

kanan di sebut kala 4. Sifat kimia dan sifat fizik unsur-unsur berubah secara beransur-ansur apabila merentas kala. 5. Terdapat 18 kumpulan dan 7 kala. 6. Kumpulan 1 (logam alkali) dan Kumpulan 2 (logam alkali bumi) terdiri daripada logam-

logam yang sangat reaktif. 7. Unsur-unsur kumpulan 17 adalah bukan logam yang disebut halogen.

14

N 7

Page 8: M 4 JIRIM DAN BAHAN

Modul 4 Sains Tingkatan Empat GCBP

102

8. Kumpulan 18 terdiri daripada gas adi yang stabil secara kimia dan tidak reaktif. 9. Unsur-unsur yang terletak di antara kumpulan 2 dengan 13 ialah –unsur-unsur

peralihan. Ringkasan maklumat yang dapat diperolehi daripada jadual berkala.

Rajah 4.4: Maklumat yang dapat diperolehi daripada jadual berkala Kedudukan logam, bukan logam dan separuh logam

Rajah 4.5 : Logam, separuh logam dan bukan logam dalam Jadual berkala.

1. Unsur kumpulan 1 hingga 13 adalah logam. 2. Unsur 16, 17 dan 18 adalah bukan logam. 3. Unsur separuh logam terletak diantara unsur logam dan unsur bukan logam. 4. Unsur separuh logam mempunyai sifat logam dan bukan logam seperti boron,silikon

dan antimoni. 5. Apabila merentas suatu kala dari kiri ke kanan sifat logam berubah secara beransur-

ansur kepada separuh logam dan akhirnya bukan logam.

Kumpulan 2 Mengandungi unsur-unsur logam.

Nombor ini mewakili nombor proton yang menyusun unsur-unsur dalam jadual berkala.

Kumpulan 18 mengandungi unsur-unsur gas adi yang paling tidak reaktif.

Kumpulan 17 mengandungi unsur-unsur

halogen

Kumpulan unsur atau logam

peralihan

Kumpulan 1 mengandungi unsur-unsur logam yang paling reaktif.

Page 9: M 4 JIRIM DAN BAHAN

Modul 4 Sains Tingkatan Empat GCBP

103

Kepentingan Jadual Berkala

1. Membantu kita dalam membuat kajian tentang unsur secara teratur dan sistematik. 2. Membantu kita dalam mengetahui sifat unsur dengan mudah kerana unsur-unsur

dengan sifat-sifat yang serupa dikumpulkan dalam kumpulan yang sama. Latihan 4.4 Kaji jadual berkala di bawah dengan teliti. Kemudian, jawab soalan-soalan yang diberikan.

1. Apakah yang diwakili oleh nombor yang berikut dalam jadual berkala?

(a) 1-18 dalam turus menegak

(b) 1-7 dalam baris mendatar

2. Bagaimana unsur-unsur disusun dalam jadual berkala?

3. Apakah persamaan yang ditunjukkan oleh unsur-unsur dalam kumpulan yang sama?

4. Kenal pasti kumpulan unsur yang

(a) Paling reaktif

(b) paling tidak reaktif

(c) terdiri daripada halagen

(d) terdiri daripada gas asli

5. Berdasarkan unsur x pada jadual berkala di atas, nyatakan maksud ’a’ dan ’b’.

a:

b:

6. Lorekkan unsur-unsur atau logam peralihan pada jadual berkala di atas.

a

X b

Page 10: M 4 JIRIM DAN BAHAN

Modul 4 Sains Tingkatan Empat GCBP

104

MODUL 4: JIRIM DAN BAHAN OBJEKTIF PEMBELAJARAN

4.5 Memahami sifat bahan berdasarkan kandungan zarah. 4.6 Memahami sifat dan kegunaan logam dan bukan logam. 4.7 Menganalisis kaedah penulenan bahan. 4.8 Menghargai kewujudan kepelbagaian sifat bahan.

4.5 SIFAT BAHAN BERDASARKAN KANDUNGAN ZARAHNYA 1. Terdapat 3 jenis zarah iaitu atom, molekul dan ion. 2. Atom ialah zarah yang paling kecil dalam suatu unsur. 3. Molekul ialah kumpulan atom yang bergabung bersama. Ia terdiri daripada 2 atau

lebih atom. 4. Ion adalah zarah yang membawa cas positif atau negative. Bahan Atom

1. Terdiri daripada atom sahaja 2. Semua logam adalah bahan atom 3. Atom-atom dalam bahan tersusun rapat, padat dan teratur dalam kedudukan tetap. 4. Atom-atom dalam bahan diikat bersama melalui ikatan kimia yang kuat.

Bahan Molekul

1. Terbina daripada molekul yang mempunyai 2 atau lebih atom dengan jenis yang sama (gas oksigen, gas nitrogen) atau jenis yang berlainan (ammonia)

2. Molekul terdiri daripada atom-atom unsur bukan logam yang diikat melalui ikatan kovalen yang kuat.

3. Namun demikian daya tarikan antara molekul adalah lemah yang disebut daya Van der Waals.

Rajah 4.6 : Susunan atom dalam logam

Rajah 4.7 : Molekul ammonia terdiri daripada satu atom nitrogen dan tiga atom hidrogen.

Rajah 4.8 : Ikatan kovalen dan daya Van der Waals dalam bahan molekul.

Page 11: M 4 JIRIM DAN BAHAN

Modul 4 Sains Tingkatan Empat GCBP

105

Bahan Ion 1. Terbentuk apabla atom-atom logam berpadu dengan atom-atom bukan logam

melalui ikatan kimia untuk membentuk sebatian seperti Natrium klorida dan Magnesium Oksida.

2. Ion positif dan ion negatif tertarik antara satu sama lain melalui daya tarikan dipanggil ikatan ionik.

Sifat fizik bahan atom, bahan molekul dan bahan ion

Sifat fizik Bahan atom Bahan molekul Bahan ion

Keadaan fizik

pada suhu bilik

Pepejal kecuali

merkuri (cecair)

Pepejal: Iodin

Cecair: Air

Gas: Oksigen

Pepejal

Susunan zarah Disusun dengan

sangat rapat

Pepejal: disusun dengan

sangat rapat.

Cecair: disusun dengan

kurang rapat.

Gas: berjauhan antara

satu sama lain.

Disusun dengan

sangat rapat.

Daya tarikan

antara zarah

Sangat kuat Lemah Sangat kuat

Takat lebur

dan takat didih

Tinggi Rendah Tinggi

Kekonduksian

elektrik

Semua logam dan

karbon (grafit)

mengkonduksikan

arus elektrik.

Tidak mengkonduksikan

arus elektrik

Mengkonduksikan

arus elektrik dalam

keadaan leburan

atau larutan akueus

Keterlarutan Tidak larut dalam

air atau pelarut

organik

Kebanyakan tidak larut

dalam air tetapi larut

dalam pelarut organik

(alkohol larut dalam air)

Kebanyakan larut

dalam air tetapi tidak

larut dalam pelarut

organik.

Rajah 4.9 : Susunan ion-ion dalam sebatian

Page 12: M 4 JIRIM DAN BAHAN

Modul 4 Sains Tingkatan Empat GCBP

106

Sifat fizikal Keadaan Penerangan ringkas

Keadaan fizik

(pepejal,cecair

atau gas) pada

suhu bilik

Bahan atom, ion dan

sesetengah bahan

molekul wujud dalam

keadaan pepejal pada

suhu bilik.

Zarah-zarah ditarik bersama oleh

daya tarikan yang kuat antara zarah.

Bahan molekul wujud

dalam keadaan cecair

atau gas pada suhu bilik.

Zarah-zarah ditarik bersama oleh

daya tarikan yang lemah antara

zarah.

Takat lebur dan

takat didih

Adalah tinggi untuk

bahan atom

Oleh sebab daya tarikan yang kuat

antara zarah, banyak haba

diperlukan untuk mengatasi daya

tarikan itu.

Adalah rendah untuk

bahan molekul

Oleh sebab daya tarikan yang lemah

antara zarah, sedikit haba diperlukan

untuk mengatasi daya tarikan itu.

Adalah tinggi untuk

bahan ion

Ion-ion dan negatif ditarik bersama

oleh daya tarikan yang kuat, banyak

haba diperlukan untuk mengatasi

daya tarikan itu.

Kekonduksian

elektrik

Bahan atom

mengkonduksikan arus

elektrik dalam keadaan

pepejal dan leburan.

Elektron-elektron yang membawa

cas bergerak bebas.

Bahan molekul tidak

mengkonduksikan arus

elektrik.

Bahan molekul terdiri daripada

molekul-molekul yang neutral

sahaja. Ion-ion yang membawa cas-

cas elektrik tidak hadir.

Bahan ion

mengkonduksikan arus

elektrik dalam keadaan

larutan akueus atau

leburan.

Dalam keadaan pepejal, ion-ion

yang membawa cas elektrik tidak

bebas bergerak.

Dalam keadaan larutan akueus atau

leburan, ion-ion bebas bergerak

untuk membawa cas elektrik.

Jadual 4.3: Hubungan antara sifat fizik bahan atom, bahan molekul dan bahan ion

terhadap susunan zarah dan daya tarikan antara zarah.

Page 13: M 4 JIRIM DAN BAHAN

Modul 4 Sains Tingkatan Empat GCBP

107

4.6 SIFAT DAN KEGUNAAN LOGAM DAN BUKAN LOGAM Logam dan bukan logam

1. Semua logam wujud dalam keadaan pepejal pada suhu bilik kecuali merkuri (cecair). 2. Bukan logam wujud dalam keadaan pepejal, cecair atau gas pada suhu bilik.

Sifat fizik logam dan bukan logam 1. Logam dan bukan logam dapat dibezakan melalui sifat-sifat fizik berikut:

(a) Kekilauan – kelihatan berkilat (b) Kemuluran – bahan yang mulur dapat ditarik dalam bentuk seperti wayar yang

panjang. (c) Ketertempaan – bahan yang dapat ditempa, iaitu dapat diketuk atau digelek untuk

menjadi kepingan yang nipis. (d) Kekuatan regangan – kemampuan suatu bahan untuk menyokong tekanan atau

beban. (e) Kekonduksian elektrik dan haba – kebolehan untuk mengalirkan arus elektrik dan

memindahkan haba. Sifat fizik logam dan bukan logam

Mempunyai permukaan yang berkilat.

Kekilauan

Mempunyai permukaan yang pudar

Mulur

kemuluran

Tidak mulur (rapuh/mudah pecah)

Mudah digelek atau diketuk untuk mejadi kerajang atau kepingan yang nipis.

Ketertempaan

Tidak dapat ditempa

Tinggi Kekuatan regangan Rendah

Konduktor elektrik yang baik

Kekonduksian elektrik Tidak mengkonduksikan arus elektrik kecuali karbon

Konduktor haba yang baik Kekonduksian haba Konduktor haba yang lemah

Tinggi

Takat lebur dan takat didih

Rendah

Tinggi

Ketumpatan Rendah

Pepejal (kecuali merkuri dalam keadaan cecair)

Keadaan jirim pada suhu bilik

Pepejal, cecair atau gas

Jadual 4.4 : Perbandingan antara sifat fizik logam dengan bukan logam

Logam

Ciri-ciri

Bukan logam

Page 14: M 4 JIRIM DAN BAHAN

Modul 4 Sains Tingkatan Empat GCBP

108

Kegunaan logam dan bukan logam dalam kehidupan harian

Logam Sifat fizik Kegunaan

Ferum Kekuatan regangan yang

tinggi

Membina landasan kereta api

dan rangka jambatan.

Aluminium Ringan

Konduktor elektrik dan haba

yang baik.

Membuat alatan dapur dan

kabel elektrik.

Kuprum Mulur dan mudah ditempa

Konduktor elektrik dan haba

yang baik.

Membuat dawai besi.

Stanum (timah) Tidak berkarat Menyadurkan tin makanan

Aurum (emas) Tidak berkarat dan berkilat Membuat barang kemas

Plumbum Mulur

Dapat ditempa

Membuat pembalut kabel

Jadual 4.5 : Hubungan antara sifat fizik dengan kegunaan logam

Bukan logam

Sifat fizik kegunaan

Karbon (grafit)

Lembut dan licin

Konduktor elektrik yang baik

Membuat mata pensel

Digunakan sebagai elektrod dalam proses elektrolisis dan elektrod sel kering

Karbon (intan)

Keras Membuat mata gerudi pemotong batu dan pemotong kaca

Gas neon dan kripton

Konduktor haba yang lemah Mengisi lampu iklan

Klorin Bersifat asid Digunakan untuk membunuh kuman dalam air minuman.

Jadual 4.6 : Hubungan antara sifat fizik dengan kegunaan bukan logam

Latihan 4.6

1. Berikan dua contoh logam dan bukan logam ____________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Hubungkaitkan sifat fizik logam berdasarkan kegunaannya.

Kegunaan logam Sifat fizik logam

(a) Ditarik untuk menjadi dawai yang panjang _______________________

(b) Membuat duit syiling satu sen _______________________

(c) Membuat perkakas masak _______________________

(d) Membuat dawai elektrik _______________________

(e) Membuat jambatan _______________________

(f) Membuat barang kemas _______________________

Page 15: M 4 JIRIM DAN BAHAN

Modul 4 Sains Tingkatan Empat GCBP

109

4.7 KAEDAH PENULENAN BAHAN

Ciri-ciri bahan tulen

1. Bahan tulen tidak mengandungi bendasing dan takat lebur (takat beku) dan takat didih yang khusus.

2. Sebarang bendasing yang ditambahkan pada suatu bahan tulen akan menaikkan takat didih atau merendahkan takat beku (atau takat lebur) bahan itu.

Kaedah Penulenan bahan 1. Proses pengasingan bendasing daripada sesuatu bahan disebut penulenan. 2. 2 cara penulenan iaitu:-

Penyulingan Digunakan untuk memperolehi cecair tulen daripada larutan yang mengandungi bendasing di mana cecair tersebut:

i. Larut antara satu sama lain ii. Tidak bertindak balas iii. Mempunyai takat didih yang berlainan iv. Melibatkan proses pemanasan cecair menjadi wap(gas) dan wap itu

mengkondensasi untuk menjadi cecair tulen.

Penghabluran Untuk memperolehi hablur tulen daripada suatu larutan tepu bahan tersebut.

Rajah 4.10 : Susunan radas untuk mengkaji proses penyulingan

Page 16: M 4 JIRIM DAN BAHAN

Modul 4 Sains Tingkatan Empat GCBP

110

Rajah 4.11 : Prosedur untuk menulenkan suatu bahan melalui proses penghabluran Aplikasi kaedah penulenan Contoh aplikasi proses penyulingan

1. Pemecahan petroleum mentah

2. Penghasilan oksigen tulen

3. Penghasilan air suling

4. Perolehan etanol tulen

Contoh proses penghabluran

1. Penghasilan garam daripada air laut

2. Penyediaan hablur gula putih daripada jus tebu

Page 17: M 4 JIRIM DAN BAHAN

Modul 4 Sains Tingkatan Empat GCBP

111

Latihan 4.7 1. Nyatakan dua kaedah penulenan bahan.

i. ____________________________________________ ii. ____________________________________________

2. Lengkapkan peta konsep di bawah ini.

Latihan 4.8 Isi tempat kosong. 1. Sifat _____________ membolehkan logam diketuk untuk menjadi kepingan yang nipis

seperti bumbung zink.

2. Logam kuprum sesuai digunakan untuk membuat dawai elektrik kerana merupakan

________________ yang baik.

3. Sifat _________________ membolehkan kuprum ditarik untuk menjadi dawai yang halus.

4. Sifat _________________ membolehkan keluli digunakan untuk membina bangunan yang

tinggi.

5. __________________ boleh digunakan untuk membuat baja dan racun serangga dalam

bidang pertanian.

Page 18: M 4 JIRIM DAN BAHAN

Modul 4 Sains Tingkatan Empat GCBP

112

SOALAN OBJEKTIF Tiap-tiap soalan yang berikut diikuti oleh empat pilihan jawapan, A, B, C dan D. Pilih jawapan yang terbaik.

1. Antara A, B, C dan D yang manakah mewakili zarah cecair?

A

B

C

D

2. Rajah 1 menunjukkan suatu perubahan keadaan jirim.

Rajah 1

Apakah proses X? A Pendidihan

B Kondensasi

C Pembekuan

D Pemejalwapan

Page 19: M 4 JIRIM DAN BAHAN

Modul 4 Sains Tingkatan Empat GCBP

113

3. Rajah 2 menunjukkan nukleus bagi suatu atom.

Rajah 2

Berapakah bilangan elektron dalam atom ini? A 4 B 5 C 6 D 9

4. Antara A, B, C dan D yang manakah menunjukkan neutron?

D

C

B

A

5. Jadual 1 menunjukkan sifat fizik bagi unsur K, L, M dan N.

Unsur Sifat fizik

K Permukaan pudar

L Kekuatan regangan tinggi

M Mulur

N Penebat haba

Jadual 1

Antara unsur K, L, M dan N, yang manakah bukan logam? A K dan M

B K dan N

C L dan M

D M dan N

Page 20: M 4 JIRIM DAN BAHAN

Modul 4 Sains Tingkatan Empat GCBP

114

6. Suatu atom mempunyai 11 proton dan nombor nukleon 23. Berapakah bilangan elektron dan bilangan neutron dalam atom itu?

Bilangan elektron Bilangan neutron

A 11 11

B 11 12

C 11 23

D 12 23

7. Apakah tujuan menaburkan garam biasa di atas ais dalam bekas yang digunakan oleh nelayan untuk menyimpan hasil tangkapan ikan?

A Untuk menambahkan suhu ikan B Untuk menurunkan takat beku ais C Untuk menghalang pembekuan ikan D Untuk mengelakkan ais daripada cair dengan cepat

Soalan 8 dan 9 berdasarkan Rajah 3.

Rajah 3

8. Rajah 3 menunjukkan Jadual Berkala yang tidak lengkap. Apakah unsur X?

A Logam

B Gas adi

C Bukan logam

D Unsur peralihan

9. Antara yang berikut, yang manakah sifat X?

A Mengkonduksi arus elektrik

B Konduktor haba yang lemah

C Mempunyai permukaan pudar

D Tidak bertindak balas dengan oksigen

10. Antara cara-cara yang berikut, yang manakah boleh digunakan untuk menghasilkan air tulen daripada air yang tercemar?

A Pendidihan

B Penyejatan

C Penyulingan

D Penghabluran

Page 21: M 4 JIRIM DAN BAHAN

Modul 4 Sains Tingkatan Empat GCBP

115

11. Maklumat di atas menunjukkan ciri-ciri dan kegunaan bahan X. Apakah bahan X?

A Zink

B Sulfur

C Karbon

D Magnesium

12. Antara yang berikut, yang manakah boleh ditulenkan melalui penghabluran?

A Ester

B Alkohol

C Air tulen

D Garam biasa

13. Rajah 4 menunjukkan perubahan dalam keadaan jirim. Antara A, B, C dan D, yang manakah mewakili proses kondensasi?

Rajah 4

14. Maklumat berikut menunjukkan nombor proton dan bilangan neutron bagi suatu atom.

Berapakah nombor nukleon bagi atom itu? A 1 B 5 C 6 D 11

15. Apakah proses yang digunakan untuk memperoleh pepejal kuprum (II) sulfat tulen daripada larutannya?

A Pendidihan

B Penyejatan

C Penyulingan

D Penghabluran

Tidak mulur

Permukaan pudar

Konduktor haba yang lemah

Digunakan sebagai mata pensel

Nombor proton = 5 Bilangan neutron = 6

Pepejal Cecair Gas A B

D C

Page 22: M 4 JIRIM DAN BAHAN

Modul 4 Sains Tingkatan Empat GCBP

116

16. Rajah 5 menunjukkan Jadual Berkala yang tidak lengkap. Antara unsur A, B, C dan D, yang manakah bukan logam?

Rajah 5

Jawab semua soalan.

1. Rajah 1 menunjukan susunan radas untuk proses penyulingan.

a. Nyatakan dua kesalahan pada susunan radas yang ditunjukkan dalam Rajah 1.

_______________________________________________________________

b. Apakah yang terkumpul dalam bikar X?

_______________________________________________________________

c. Apakah bacaan yang tercatat pada thermometer pada ketika itu?

_______________________________________________________________

d. Nyatakan fungsi serpihan porselin.

_______________________________________________________________

e. Nyatakan 2 perubahan keadaan jirim semasa proses penyulingan.

i. __________________________________________________________

ii. __________________________________________________________

Rajah 1

Page 23: M 4 JIRIM DAN BAHAN

Modul 4 Sains Tingkatan Empat GCBP

117

2.Jadual 2 menunjukkan takat lebur, takat didih dan kekonduksian elektrik bagi 3 jenis bahan K, L dan M.

Bahan Takat lebur / 0C Takat didih / 0C Kekonduksian elektrik

Pepejal Cecair

K -210 -195.5 Tidak Tidak

L 1540 2800 Ya Ya

M 2030 2970 Tidak Ya

Jadual 2

a) (i) Bahan yang manakah mempunyai sifat bahan ion? ___________________________________________________________

(ii) Berikan sebab bagi jawapan anda. ___________________________________________________________

b) (i) Bahan yang manakah adalah bahan molekul? ___________________________________________________________

(ii) Berikan sebab bagi jawapan anda. ___________________________________________________________

c) Mengapakah bahan M tidak mengkonduksikan arus elektrik dalam keadaan pepejal? _____________________________________________________________

d) Mengapakah bahan L dapat mengkonduksikan elektrik dalam kedua-dua keadaan pepejal dan cecair.?

_____________________________________________________________

e) Mengapakah bahan K mempunyai takat lebur dan takat didih yang sangat rendah? _____________________________________________________________

Page 24: M 4 JIRIM DAN BAHAN

Modul 4 Sains Tingkatan Empat GCBP

118

3. Rajah 3 menunjukkan struktur unsur helium

a. Apakah nombor proton dan nombor nukleon helium?

___________________________________________________________

b. Lengkapkan Jadual 3 untuk membezakan proton, neutron dan elektron.

Zarah subatom Cas relatif Jisim relatif

Proton

Neutron

Elektron

Jadual 3

4. Jadual 4 menunjukkan nombor proton, bilangan nukleon, nombor nukleon dan bilangan nukleon bagi atom-atom P, Q, R dan S.

zarah Nombor proton Bilangan elektron Nombor nukleon Bilangan neutron

P 3 4 7 4

Q 4 3 9

R 6 6 12 6

S 6 6 13

Jadual 4

a) Lengkapkan Jadual 4 dengan menulis bilangan neutron bagi atom Q dan S

b) (i) Antara zarah itu yang manakah merupakan ion positif?

____________________________________________________________ (ii) Berikan alasan bagi jawapan di b(i)

____________________________________________________________

c) (i) Tentukan satu zarah yang merupakan atom neutral.

____________________________________________________________

(ii) Berikan alasan bagi jawapan di c(i)

____________________________________________________________

d) (i) Antara zarah itu, yang manakah merupakan isotop bagi unsur yang sama?

____________________________________________________________

Rajah 3

Page 25: M 4 JIRIM DAN BAHAN

Modul 4 Sains Tingkatan Empat GCBP

119

5. Rajah 5 menunjukkan sebahagian daripada jadual berkala.

Rajah 5

a) Bagaimanakah unsur-unsur disusun dalam jadual berkala?

______________________________________________________________

b) Tentukan unsur yang (i) Paling reaktif _____________________________________________

(ii) Tidak reaktif _____________________________________________

c) Apakah nombor proton bagi unsur P?

______________________________________________________________

d) Unsur P mempunyai nombor nukleon 19. Berapakah neutron bagi unsur P?

______________________________________________________________

e) Antara unsur itu, yang manakah merupakan

(i) Bahan atom? ____________________________________________

(ii) Bahan molekul? ___________________________________________

f) Nyatakan 2 unsur yang akan membentuk satu bahan ion apabila bergabung?

______________________________________________________________

g) Unsur yang manakah mempunyai proton yang paling banyak?

_______________________________________________________________

Page 26: M 4 JIRIM DAN BAHAN

Modul 4 Sains Tingkatan Empat GCBP

120

Lengkapkan silang kata berikut: 1

2

3 4

5

6 7

8 9 10

11

12

13

Melintang :

2 Cecair Pepejal

4 Bahan ..... terbina daripada molekul yang mempunyai dua

atau lebih atom dengan jenis yang sama

5

Bahan ...... terbentuk apabila atom-atom logam berpadu dengan

atom-atom bukan logam melalui ikatan kimia untuk membentuk

sebatian contoh natrium klorida.

6 Turus menegak dalam Jadual Berkala.

8 Cecair Gas

9 Unsur-unsur yang disusun dalam baris mendatar dalam Jadual Berkala.

11 Atom-atom bagi unsur yang sama yang mempunyai bilangan proton yang sama tetapi bilangan neutron yang berbeza.

12 Nombor ..... ialah bilangan proton dalam atom suatu unsur.

13 Terdiri daripada zarah-zarah yang sangat halus dan diskrit.

Ke bawah :

1

Pepejal Cecair

3 Gas Cecair

7

Nombor ..... ialah jumlah bilangan proton dan neutron dalam atom suatu unsur.

10 Ferum adalah bahan ……..