modul 1 kimia spm 2014

Cikgu Marzuqi, M.Sc. Edu USM Acceleration Chemistry

MODUL KIMIA SPM 2014

KERTAS 2 [100 markah]

KELAS INTENSIF SKOR Kimia A+

Written by: Cikgu Marzuqi Mohd Salleh

M.Sc. Ed USM

BSc (hons) Ed (Chemistry) USM

MODUL 1

BAB 2: STRUKTUR ATOM

BAB 3: FORMULA DAN PERSAMAAN KIMIA


BAB 2: STRUKTUR ATOM

2.1 JIRIM

2.1.1Teori Zarah Jirim

1. Jirim merujuk kepada sebarang bahan yang mempunyai jisim dan isi padu.

2. Jirim terdiri daripada zarah yang seni dan diskrit.

3. Zarah itu mungkin atom, molekul, atau ion.

4. Atom ialah zarah neutral yang paling kecil dalam unsur dan dapat wujud secara

sendiri atau mengambil bahagian dalam tindak balas kimia.

5. Molekul ialah zarah yang neutral, terdiri daripada sekumpulan atom unsur yang

sama atau unsur yang berlainan yang diikat secara kimia.

6. Ion ialah zarah yang bercas positif atau negatif.

7. Ion yang bercas positif disebut kation. Ion yang bercas negatif disebut anion.

8. Jirim dapat wujud sebagai unsur atau sebatian.

a) Unsur ialah bahan tulen yang tidak dapat diurai kepada bahan yang ringkas

secara kimia. Unsur ini terdiri daripada satu jenis atom sahaja.

b) Sebatian terdiri daripada atom yang lebih daripada satu jenis yang diikat

secara kimia.

Rajah 2.1 Pengelasan jirim

2.1.2 Teori Kinetik Jirim

1. Teori kinetik jirim dapat digunakan untuk menerangkan

Resapan

Perubahan keadaan jirim

2. Teori kinetik ialah perkembangan daripada teori zarah jirim.teori ini menerangkan

keadaan jirim yang berbeza dari segi aspek pergerakan zarah.

JIRIM

SEBATIAN UNSUR

ATOM MOLEKUL MOLEKUL ION


3. Berdasarkan teori kinetik:

Zarah mempunyai tenaga kinetik. Zarah selalu bergerak secara rawak dan

berlanggaran antara satu sama lain.

Kelajuan zarah dalam tiga keadaan fizik jirim adalah berbeza.

Semakin tinggi suhu, semakin tinggi tenaga kinetik. Zarah bergerak dengan lebih

laju.

4. Pada suhu yang diberikan, zarah yang lebih ringan bergerak dengan lebih laju

berbanding dengan zarah yang berat.Terdapat tiga keadaan fizik jirim: pepejal,

cecair dan gas.

Jadual 2.1 Perbandingan antara pepejal, cecair dan gas.

Keadaan jirim

Sifat

Pepejal

Cecair

Gas

Sususan zarah

Sangat rapat,

teratur

Tidak rapat, disusun

dengan longgar.

Tidak disusun

dengan teratur,

sangat jauh antara

satu sama lain.

Daya tarikan antara

zarah

Sangat kuat Lemah Sangat lemah

Pergerakan zarah Bergetar dan

berputar pada

kedudukan yang

tetap.

Bergetar, berputar,

dan bergerak

secara bebas.

Bergetar, berputar,

dan bergerak

secara rawak.

Tenaga kinetik Rendah Sederhana Sangat tinggi

Kebolehmampatan Tidak dapat

dimampat

Sukar dimampat Mudah dimampat

Kadar resapan Sangat rendah Sederhana Sangat tinggi

Isi padu Tetap Tetap Tidak tetap

Bentuk Tetap Mengikut bentuk

nekas

Mengikut bentuk

bekas.

Ketumpatan Tinggi Sederhana Sangat rendah.


5. Resapan

a. Resapan ialah satu proses apabila bahan yang berlainan dicampur akibat

daripada pergerakan rawak zarah daripada kawasan yang berkepekatan tinggi

ke kawasan berkepekatan rendah.

b. Resapan melibatkan dua konsep:

Zarah bergerak melalui ruang udara yang terdapat di medium tertentu.

Pergerakan zarah berlaku secara rawak di semua arah.

c. Resapan zarah berlaku pada gas, cecair dan pepejal. Kadar resapan berkadar

langsung dengan kelajuan zarah dan juga ruang udara di antara zarah- zarah.

Kadarnya paling tinggi pada gas, lebih rendah pada cecair, dan paling rendah

pada pepejal.

d. Terdapat ruang udara yang lebih banyak besar di antara zarah- zarah gas.

Ruang di antara zarah-zarah cecair adalah lebih kecil. zarah-zarah dalam

pepejal adalah sangat rapat antara satu sama lain dengan ruang yang sangat

kecil.

e. Sebagai contohya, suatu balang gas yang mengandungi udara diletakkan di atas

satu balang gas yang lain yang mengandungi wap bromin. Selepas penutup

diagihkan, wap bromine perang meresap di seluruh balang.

2.1.3 Perubahan Keadaan Jirim

Jirim dapat berubah daripada satu keadaan kepada satu keadaan yang lain jika haba

diserap atau dibebaskan.

Rajah 2.3 Perubahan keadaan jirim

Cecair

Pepejal Gas


2.1.4 Graf pemanasan jirim

1. Keadaan perubahan jirim dapat dijelaskan melalui graf pada Rajah di bawah.

Rajah 2.4 Graf pemanasan naflatena

AB: Naftalena dalam keadaan pepejal. Apabila dipanaskan, tenaga haba ditukar

kepada tenaga tenaga kinetik. Molekul bergetar dengan cepat pada kedudukan yang

tetap. Suhu naftalena meningkat.

BC: Naftalena mula melebur di B. Molekul naftalena menerima tenaga yang cukup

untuk mengatasi daya tarikan di antaranya. Suhu adalah tetap. Suhu apabila pepejal

menjadi cecair disebut takat lebur. Sekarang, naftalena terdiri daripada satu campuran

pepejal dan cecair. Haba diserap sehingga naftalena bertukar menjadi cecair dengan

selengkapnya.Semua naftalena telah melebur dengan lengkap di C.

CD: Naftalena dalam keadaan cecair. Apabila naftalena dipanaskan, molekul

menerima tenaga haba yang banyak. Suhu terus meningkat.

2. Dalam pemanasan naftalena, kukus air digunakan dan bukan dipanaskan secara

terus, hal ini

untuk memastikan proses pemanasan adalah seragam.

kerana wap naftalena adalah sangat mudah terbakar.

3. Bagi menentukan takat lebur suatu bahan yang melebihi 100 celcius, kukus minyak

atau kukus pasir diperlukan.

4. Pembekuan adalah proses apabila cecair bertukar menjadi pepejal. Sebagai

contohnya, penyejukan naftalena.


Rajah 2.5 Graf penyejukan naftalena

PQ: Naftalena dalam keadaan cecair. Suhu menurun kerana molekul naftalena

kehilangan haba. Pergerakannya menjadi perlahan dan molekul menjadi semakin

rapat.

QR: Cecair mula membeku di Q, cecair itu berada dalam keadaan campuran

pepejal dan cecair. Suhu adalah tetap kerana haba yang hilang ke persekitaran

diseimbangkan dengan tenaga yang dibebaskan untuk menarik zarah bersama.

Suhu apabila cecair menjadi pepejal disebut takat beku.

RS: Naftalena dalam keadaan pepejal. Suhu terus menurun lagi sehingga

mencapai suhu bilik.

5. Semasa proses penyejukan, tabung didih diletakkan di dalam kelalang kon

untuk memastikan proses penyejukan adalah seragam.

untuk mengelakkan kehilangan haba dengan cepat.

6. Bagi bahan yang tulen, takat beku dan takat leburnya adalah sama. Tenaga haba

dibebaskan semasa pembekuan.

7. Kehadiran bendasing akan merendahkan takat lebur tetapi meningkatkan takat

didih suatu bahan.

8. Keadaan fizik suatu bahan pada suhu dan tekanan tertentu bergantung pada takat

lebur dan takat didihnya.

Suatu bahan berada dalam keadaan pepejal jika wujud pada suhu yang lebih

rendah daripada takat leburnya.

Suatu bahan berada dalam keadaan cecair jika wujud pada suhu yang lebih

tinggi daripada takat leburnya tetapi lebih rendah daripada takat didihnya.

Suatu bahan berada dalam keadaan gas jika wujud pada suhu yang lebih ntinggi

daripada takat didihnya.


2.2 STRUKTUR ATOM

2.2.1 Nombor Proton Dan Nombor Nukleon

1. Zarah subatom dalam suatu atom ialah proton, elekrton, dan neutron.

2. Nombor nucleon A, dan nombor proton Z, bagi unsur X ditulis sebagai X

3. Ahli kimia menggunakan simbol sebagai singkatan bagi nama unsur.

Jadual 2.3 Unsur dengan simbol, nombor proton, nombor nukleon, dan bilangan zarah

subatomnya.

Unsur Simbol Nombor

proton (Z)

Nombor

nucleon (A)

Bilangan

proton

Bilangan

elektron

Bilangan

neutron

Hidrogen H 1 1 1 1 0

Helium 2 2 2 2

Litium 7 3 3 4

Berilium 4 9 4 4 5

Boron 11 5 5 6

Karbon 6 6 6 6

Nitrogen 7 14 7 7 7

Oksigen O 8 8 8 8

Fluorin F 9 19 9 9 10

Neon 20 10 10

Natrium 11 23 11 11 12

Magnesium 24 12 12 12

Aluminium 13 13 13 14

Silikon 14 28 14 14

Fosforus P 15 15 15 16

Sulfur S 32 16 16

Klorin 17 35 17 17

Argon 18 40 18 18 22

Kalium 19 39 19 19

Kalsium 20 40 20 20 20

Nombor nukleon, A = bilangan proton + bilangan neutron = p + n

Bilangan neutron dalam atom = nombor nukleon – nombor proton = A - Z

A

Z


2.3 ISOTOP

1. Isotop ialah atom-atom bagi unsur yang sama mempunyai bilangan proton yang

sama tetapi bilangan neutron yang berbeza.

2. Dengan perkataan yang lain. isotop mempunyai nombor proton yang sama

tetapi nombor nukleon yang berbeza.

3. Isotop mempunyai

a) sifat kimia yang serupa kerana bilangan elektron valens yang sama.

b) sifat fizik yang berbeza kerana mempunyai jisim yang berbeza.

2.4 STRUKTUR ELEKTRONIK SUATU ATOM

1. Elektron mengorbit nukleus pada petala suatu atom. Setiap petala dapat

menempatkan bilangan elektron yang tertentu.

Rajah 2.11 Petala elektron suatu atom

Kegunaan Isotop


Petala Bilangan elektron maksimum

Pertama 2

Kedua 8

Ketiga 18

Keempat 36

2. Sungguhpun begitu, bagi atom yang mempunyai nombor proton 1-20, bilangan

elektron yang maksimum pada petala yang ketiga ialah lapan sahaja.

Petala Bilangan elektron maksimum

Pertama 2

Kedua 8

Ketiga 8

3. Cara elektron disusun dalam suatu atom adalah disebut susunan atom.

4. Elektron pada petala yang terkeluar disebut elektron valens. Elektron valens

menentukan sifat kimia bagi sesuatu unsur.

Unsur Nombor

proton, Z

Susunan

elektron

Bilangan

elektron valens

Bilangan petala

elektron yang

terisi.

Hidrogen 1 1 1 1

Helium 2 2 (duplet) 2

Litium 2

Berilium 4

Boron 5

Karbon

Nitrogen 5

Oksigen 8

Fluorin

Neon 1 2.8 (oktet) 8

Natrium 1 3

Magnesium 12

Aluminium

Silikon 14

Fosforus 5

Sulfur 16 6

Klorin 17

Argon 2.8.8 (oktet) 8

Kalium 19 1 4

Kalsium


BAHAGIAN A

1. Rajah 1.0 menunjukkan nombor proton dan nombor neutron bagi atom P, Q, R dan S

Atom Nombor proton Nombor neutron

P 3 4

Q 16 17

R 16 16

S 19 20

Rajah 1.0

a) i) Nyatakan maksud bagi nombor proton?

………………………………………………………………………………………………

ii) Apakah numbor nukleon bagi atom P?

……………………………………………………………………………………....

b) Tulis simbol bagi atom Q dalam bentuk

………………………………………………………………………………………………………

c) Atom manakah mempunyai valens elektron yang sama?

……………………………………………………………………………………………………

d) i) Atom manakah adalah isotop?

……………………………………………………………………………............................

ii) Nyatakan sebab bagi jawapan 3(d) (i)?

………………………………………………………………………………………………

X Z

A

[1 mark]

[1 mark]

[1 mark]

[1 mark]

[1 mark]

[1 mark]


e) Rajah 1.1 menunjukkan graf suhu melawan masa bagi pemanasan naftalena, C10H8.

i) Berdasarkan graf pemanasan naftalena yang diperoleh, titik yang manakah mewakili

takat lebur bagi suatu unsur?

……………………………………………………………………………………………....

ii) Lengkapkan jadual di bawah dengan menyatakan keadaan fizikal pada titik AB dan CD.

Titik Keadaan fizik

AB

CD

iii) Terangkan mengapa tiada perubahan suhu pada titik BC

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

iv) Terangkan tenaga kinetik zarah-zarah dan daya tarikan antara zarah pada bahagian

lengkung AB.

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

Suhu/ᴼC

100 -

80 -

60 - 0

A

B C

D

Masa/min

Rajah 1.1

[1 mark]

[1 mark]

[1 mark]

[1 mark]


BAB 3: FORMULA DAN PERSAMAAN KIMIA

3.1 Jisim atom relatif dan jisim molekul relatif

Jisim Atom Relatif, J.A.R.

Jisim atom sesuatu unsur sangat kecil dan hanya boleh diukur dengan

membandingkan jisim-jisimnya dengan jisim atom unsur lain yang dipilih sebagai

piawai.

Jisim atom relatif suatu unsur ditakrifkan sebagai purata jisim satu atom unsur itu

berbanding dengan 1/ 12 daripada jisim satu atom karbon-12.

Jisim atom relatif tidak mempunyai unit pengukuran kerana ia hanya

perbandingan.

Karbon-12 dipilih sebagai piawai kerana:

Karbon ialah pepejal pada suhu bilik.

Karbon dijumpai dalam kebanyakan bahan.

Mudah bergabung dengan kebanyakan unsur-unsur lain.

Walaupun karbon mempunyai 3 isotop, karbon-12 ialah isotop utama

karbon dengan kelimpahan 99%.

Atom unsur Jisim atom relatif Jisim satu mol (g)

Hidrogen (H) 1 1

Karbon (C) 12 12

Oksigen (O) 16 16

Jisim Molekul Relatif, J.M.R.

Jisim molekul relatif satu sebatian ialah bilangan kali jisim satu molekul sebatian

itu lebih besar daripada kali jisim satu atom karbon-12.

Jisim molekul relatif suatu bahan boleh ditentukan dengan menjumlahkan jisim

atom relatif semua atom dalam bahan itu.

Purata jisim satu atom unsur

X jisim satu atom karbon-12 1 2

1 2

Purata jisim satu molekul sebatian

X jisim satu atom karbon-12 1 2


Contoh:

Apakah jisim molekul relatif bagi NH ?

[jisim atom relatif bagi H = 1, N = 14]

Apakah jisim molekul relatif bagi C H OH?

[jisim atom relatif bagi C = 12, H = 1, O = 16]

3.2 Bilangan mol dengan bilangan zarah

Satu mol (1 mol) ditakrifkan sebagai bilangan zarah bagi sebatian bahan seperti

yang terdapat dalam 12.00 g karbon-12.

Bilangan atom untuk 1 mol karbon ialah 6.02 x 10 . Nombor ini dikenali sebagai

pemalar Avogardo. Simbolnya ialah N .

Dengan itu, satu mol ditakrifkan sebagai kuantiti suatu bahan yang mengandungi

6.02 x 10 zarah seperti yang terdapat dalam 12.00 g karbon-12.

Zarah itu mungkin atom, molekul, elektron, atau ion.

Contoh:

Hitungkan bilangan mol molekul bagi 1.8 x 10 molekul iodin.

2 5

23

A

23

Bilangan mol Bilangan zarah

x 6.02 x 10

÷ 6.02 x 10 23

23

23

Bilangan mol = bilangan zarah

6.02 x 10 23

3


3.3 Bilangan mol dan jisim bahan

Jisim untuk satu mol suatu atom dalam gram adalah bersamaan dengan jisim

atom relatif atom itu.

Jisim untuk satu mol sebarang bahan disebut jisim molar. Unitnya ialah g mol .

Dengan cara yang sama, jisim untuk satu mol suatu sebatian adalah bersamaan

dengan jisim molekul relatifnya.

Contoh:

Hitung bilangan mol atom bagi 103.5 g plumbum.

[Jisim atom relatif Pb = 207]

Hitung bilangan molekul dalam 16 g gas oksigen.

[Jisim atom relatif O = 16]

3.4 Mol dan isi padu gas

Sekiranya isi padu suatu gas dapat ditentukan, maka bilangan mol gas

tersebut dapat diketahui.

Keadaan ini hanya diaplikasikan untuk bahan berkeadaan gas sahaja.

Isi padu molar suatu gas ditakrifkan sebagai isi padu yang dimuatkan oleh

satu mol gas itu pada suhu dan tekanan tersebut.

Ini bermakna isi padu molar suatu gas ialah iai padu gas yang dimuatkan oleh

6.02 x 10 zarah gas tersebut.

Isi padu molar pada STP ialah 22.4 dm mol dan 24 dm mol pada

keadaan bilik.

STP merujuk kepada keadaan suhu piawai, 0 °C dan tekanan piawai, 1

atmosfere.

Keadaan bilik pula merujuk kepada suhu 25 °C dan tekanan 1 atmosfere.

-1

Bilangan mol = Jisim/g J.A.R. atau J.M.R.

23

3 -1 3 -1


Contoh;

Hitung bilangan molekul dalam 33.6 dm sulful dioksida pada s.t.p.

[Jisim atom relatif O = 16, S = 32]

3.5 Formula kimia

Ahli kimia menggunakan simbol untuk mewakili atom.

Simbol untuk suatu sebatian disebut formula kimia. Contohnya, formula kimia

untuk natrium klorida iaitu NaCl.

Formula kimia suatu sebatian memberitahu kita tentang;

-Jenis atom yang hadir.

-Nisbah atom-atom itu wujud dalam sebatian (ditunjukkan oleh

subskrip yang ditulis selepas simbol)

Sebatian dapat diwakili oleh:

Formula empirik

Formula molekul

Bilangan mol = Isi padu/dm 22.4 dm pada s.t.p.

3

3

3

Bilangan zarah Bilangan mol Jisim bahan/g

Isi padu gas/dm 3

x N A

÷ N A

x jisim molar

÷ jisim molar

÷ isi padu molar x isi padu molar


Contoh;

Dalam sesuatu ekperimen, 3.12 g logam X telah bertindak balas dengan oksigen

membentuk 4.56 g oksida logam. Apakah formula empirik oksigen logam X?

[Jisim atom relatif: O = 16, X = 52]

Satu sebatian mempunyai komposisi mengikut jisim seperti berikut: Na = 15.23%; Br

= 52.98%; O = 31.79 %. Tentukan formula empirik sebatian ini.

[Jisim atom relatif; O = 16, Na = 23, Br = 80]

Sebatian X terdiri daripada 40% karbon, 6.7% hidrogen dan 53.3% oksigen

berdasarkan jisim. Jisim molekul relatif bagi X ialah 60. Tentukan formula empirik

dan formula molekul bagi sebatian X. (spm 2010)

[Jisim atom relatif; C = 12, H = 1, O = 16]


3.6 Persamaan Kimia

Persamaan kimia adalah persamaan yang boleh ditulis dalam bentuk

persamaan perkataan atau persamaan bersimbol menggunakan formula kimia.

Permasaan kimia merupakan huraian ringkas mengenai sesuatu tindak balas

kimia.

Bahan tindakbalas ditulis di sebelah kiri manakala hasil tindakbalas ditulis di

sebelah kanan persamaan itu.

Permasaan kimia memberi maklumat yang berkaitan;

-Bahan kimia yang bertindak balas.

-Hasil tindak balas yang diperoleh.

-Keadaan fizikal bahan dan hasil tindak balas.

Dalam menyeimbangkan persamaan kimia, bilangan mol setiap unsur atau

sebatian ditukar sehingga bilangan atom setiap unsur adalah sama pada kedua-

dua belah kiri dan kanan persamaan itu.

Persamaan kimia yang seimbang boleh digunakan untuk menyelesaikan

masalah berkaitan dengan stoikiometri.

Contoh;

Imbangkan persamaan berikut.

CO + O CO

K + H O KOH + H

Zn + AgCl ZnCl + Ag

KNO KNO + O

2

2 2

2

2 2 3

2


BAHAGIAN C

1.(a) Dengan menggunakan contoh yang sesuai, terangkan apa yang dimaksudkan dengan

fomula empirik dan formula molekul.

(b) Maklumat berikut adalah bagi sebatian Q.

Berdasrkan maklumat bagi sebatian Q, tentukan:

i. Formula empiriknya

ii. Formula molekulnya

[Jisim atom relatif; C=12, H=1, O=16]

(b) (i) Lukiskan susunan radas bagi menentukan formula empirik dua sebatian yang berlainan

seperti kaedah I dan Kaedah II.

(ii) Terangkan mengapa kaedah II tidak sesuai bagi menentukan formula empirik bagi

magnesium oksida.

(iii) Cadangkan satu oksida logam dalam kaedah II.

(iv) Dengan menggunakan contoh yang sesuai, huraikan satu eksperimen di dalam makmal untuk

menentukan formula empirik bagi suatu oksida logam relatif.

Penerangan anda mestikah meliputi:

Prosedur bagi eksperimen

Penjadual data.

TAMAT

Karbon 40%

Hidrogen 6.66%

Oksigen 53.33%

Jisim Molekul Relatif 180

[3 mark]

[5 mark]

[1 mark]

[1 mark]

[8 mark]

[2 mark]

modul 1 kimia spm 2014

Education