modul 2 kimia

Cikgu Marzuqi, M.Sc. Ed 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 2

BAB 4: JADUAL BERKALA UNSUR

BAB 5: IKATAN KIMIA


4.0 JADUAL BERKALA UNSUR

4.1 Jadual berkala unsur

1. Dari kurun ke-18 hingga ke kurun ke-19, ramai saintis telah menemui banyak

unsur. Unsur-unsur ini kemudiannya dikelaskan setelah melalui banyak

peringkat.

2. Penemuan ini telah membawa kepada perkembangan Jadual Berkala moden

yang kita gunakan sekarang.

3. Pengelasan ini juga membenarkan ahli kimia menentukan sifat-sifat sebatian

yang terbentuk.

Saintis Sumbangan

Antoine Lavoisier (1743-1794)

Merupakan ahli kimia pertama yang mengelaskan unsur-unsur kepada 4 kumpulan.

Empat unsur ini termasuklah gas, logam, bukan logam dan oksida logam.

Pengelasannya tidak diterima kerana cahaya, haba dan beberapa sebatian seperti silika, magnesia, dan alumina turut dianggap sebagai unsur.

Johann W. Dobereiner (1780-1849)

Mengelaskan tiga unsur yang mempunyai sifat kimia yang serupa ke dalam satu kumpulan yang disebut triad.

Namun, susunan seperti ini adalah terhad kepada beberapa unsur sahaja.

John Newlands (1837-1898)

Mencadangkan bahawa unsur-unsur disusun berdasarkan pertambahan jisim atom.

Digunakan untuk menyusun semua unsur yang diketahui secara mendatar, dalam tertib jisim atom yang menaik. Setiap baris terdiri daripada 7 unsur.

Pengelasannya tidak berjaya kerana Hukum Oktaf hanya dipatuhi untuk 17 unsur yang pertama sahaja (iaitu dari hidrogen ke kalsium).

Lothar Meyer (1830-1895)

Memplotkan graf isi padu atom unsur melawan jisim atom. Graf itu disebut lengkung Meyer.

Menunjukkan unsur-unsur dengan ciri kimia yang sama menempati kedudukan yang sama pada keluk graf.

Dimitri Mendeleev (1839-1907)

Menemui bahawa unsur-unsur seharusnya disusun berdasarkan pertambahan jisim atom.

Meninggalkan ruang-ruang kosong untuk diisi oleh unsur-unsur yang belum ditemui.

Jadual berkalanya digunakan sebagai asas bagi pembinaan jadual berkala moden.

Henry J.G. Moseley (1887-1915)

Menemui konsep nombor atom atau nombor proton. Mencadangkan bahawa unsur-unsur di dalam jadual

berkala disusun mengikut urutan nombor proton.


Susunan unsur-unsur di dalam Jadual Berkala Moden

1. Semua unsur dalam Jadual Berkala Moden disusun mengikut kumpulan dan

kala.

Kumpulan Sifat-sifat kimia

1 Logam alkali

2 Logam alkali bumi

17 Halogen

18 Gas adi

2. Unsur-unsur dalam kumpulan yang sama:

Mempunyai bilangan elektron valens yang sama.

Mempunyai sifat kimia yang serupa.

Menunjukkan sifat fizik yang berubah secara beransur-ansur apabila menuruni

kumpulan.

3. Unsur dengan nombor proton

o 58-71 (kala 6) disebut Siri Lantanida.

o 90-103 (kala 7) disebut Siri Antinida.

Rajah 4.1 Jadual Berkala Unsur yang moden


4.2 Unsur kumpulan 18 (gas adi)

Unsur-unsur kumpulan 18 terdiri daripada helium (He), neon (Ne), argon (Ar),

krypton (Kr), xenon (Xe) dan radon (Rn).

Sifat fizik gas adi:

a. Tidak berwarna, tidak berbau.

b. Tidak larut dalam air.

c. Tidak mengkonduksikan arus elektrik atau haba.

d. Mempunyai takat didik dan takat lebur yang sangat rendah.

Sifat kimia gas adi:

a. Gas adi adalah lengai. Gas adi tidak reaktif dan tidak bertindak balas

dengan sebarang unsur yang lain.

b. Disebabkan susunan elektronya yang stabil, iaitu sama ada susunan

duplet atau aktet.

Kegunaan unsur

kumpulan 18

Helium (He) Neon (Ne)

Argon (Ar) Kripton (Kr)

Radon (Rn)

Xenon (Xe)


4.3 Unsur Kumpulan 1 (Logam alkali)

Unsur ini bertindak dengan air untuk menghasilkan larutan beralkali.

Kumpulan ini terdiri daripada litium (Li), natrium (Na), kaliaum (K), rubidium (Rb),

sesium (Ce), dan fransium (Fr).

Sifat fizik logam alkali:

Pepejal

Permukaan berkilat

Boleh alirkan elektrik

Takat didih & lebur tinggi

Sifat kimia unsur logam alkali:

Bertindakbalas dengan air

Bertindakbalas dengan oksigen

Bertindakbalas dengan Kumpulan 17

Kerektifan unsur kumpulan 1

Kereaktifan bertambah

Saiz atom bertambah

Elektron valens semakin jauh dari nukleus

Daya tarikan nukleus dengan elektron valens lemah

Mudah derma elektron

Kereaktifan bertambah

Langkah keselamatan apabila mengendalikan logam alkali

Mudah meletup

Simpan dalam minyak paraffin.


4.4 Unsur Kumpulan 17 (halogen)

Unsur-unsur Kumpulan 17 terdiri daripada fluorin (F), klorin (Cl), bromin (Br), iodin

(I), dan astatin (At).

Unsur itu wujud secara semula jadi dalam pelbagai bentuk mineral dalam kerak

bumi dan juga air laut sebagai garam halide.

Sifat fizik halogen:

Tidak mengkonduksikan arus elektrik dan haba.

Mempunyai takat lebur dan takat didih yang rendah.

Berwarna.

Larut sedikit dalam air.

Sifat kimia halogen:

Merupakan bukan logam yang paling reaktif.

Tindak balas kimia halogen melibatkan pembentukan ion negatif yang bercas-1.

Bertindakbalas dengan air

Bertindakbalas dengan besi

Bertindakbalas dengan alkali

Langkah keselamatan apabila mengendalikan halogen

Halogen beracun dan mengakis.

Halogen berbahaya kepada sistem respirasi dan menyebabkan kulit luka akibat

terbakar.

Pakai kaca mata keselamatan semasa mengendalikan halogen.

Pakai sarung tangan semasa mengendalikan halogen.

4.5 Unsur dalam suatu kala

Kala ialah baris unsur-unsur yang mendatar dalam Jadual Berkala Unsur.

Unsur dalam kala ini ialah natrium, magnesium, almuninum, silikon, fosforus,

sulfur, klorin dan argon.

Unsur Na Mg Al Si P S Cl Ar

Nombor proton 11 12 13 14 15 16 17 18

Susunan elektron 2.8.1 2.8.2 2.8.3 2.8.4 2.8.5 2.8.6 2.8.7 2.8.8

Sifat logam Logam Separuh logam

Bukan logam

keelektronegatifan bertambah

Takat lebur berkurang

Takat didih berkurang

Jadual 4.2 sifat fizik unsur dalam kala 3


4.6 Unsur peralihan (logam peralihan)

Unsur peralihan terletak di antara Kumpulan 2 dengan Kumpulan 13.

Contoh unsur peralihan ialah scandium (Sc), titanium (Ti), vanadium (V),

kromium (Cr), mangan (Mn), nikel (Ni), kuprum (Cu), dan zink (Zn).

Semua unsur peralihan mempunyai takat lebur dan takat didih yang tinggi.

Merupakan pengalir haba dan elektrik yang baik.

Ciri-ciri istimewa unsur peralihan

1. Ion dan sebatian yang berwarna

o Unsur peralihan membentuk ion dan sebatian berwarna yang larut

dalam air untuk menghasilkan larutan berwarna.

o Batu permata berwarna kerana kehadiran ion yang berwarna di

dalamnya.

2. Keadaan pengoksidaan yang pelbagai

o Unsur peralihan dapat membentuk ion dengan cas yang berlainan.

3. Pembentukan ion kompleks

Logam peralihan dapat membentuk ion kompleks.

4. Tindak balas unsur peralihan dengan hidroksida

Ion unsur peralihan bertindak hidroksida untuk membentuk hidroksida

logam berwarna yang tidak larut.

5. Bertindak sebagai mangkin

Banyak unsur peralihan dan sebatian digunakan sebagai mangkin dalam

industri untuk meningkatkan kadar tindak balas kimia.

Kegunaan di

dalam industri


BAHAGIAN A

1. Jadual 1.1 menunjukkan unsur-unsur dalam kala 3 bagi Jadual Berkala Unsur.


Nombor proton 11 12 13 14 15 16 17 18

Jadual 1.1

a. Apakah yang dimaksudkan dengan kala?

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

b. Mengapakah unsur-unsur ini terletak dalam kala 3?

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

c. Natrium dan klorin boleh bertindak dengan air membentuk suatu larutan.

(i) Tulis persamaan kimia bagi tindak balas klorin dengan air dalam Jadual 1.2.

Unsur Persamaan kimia Perubahan warna kertas litmus

apabila dicelupkan ke dalam larutan

Natrium

2Na + 2H O 2NaOH + H

………………………..

Klorin

……………………………………………..

………………………….

Jadual 1.2

(ii) Kertas litmus dimasukkan ke dalam larutan yang terhasil.

Nyatakan perubahan warna kertas litmus dalam Jadual 1.2.

d. (i) Nyatakan perubahan saiz atom bagi unsur-unsur ini merentasi kala dari kiri ke kanan.

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

(ii) Terangkan mengapa jawapan anda di (d)(i).

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

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

2 2

[1 mark]

[1 mark]

[1 mark]

[1 mark]

[1 mark]

[1 mark]


e. Atom klorin lebih kecil daripada atom magnesium. Terangkan mengapa?

………………………………………………………………………………………………

f. Namakan unsur yang wujud sebagai gas monoatom?

………………………………………………………………………………………………

g. Gas klorin, Cl bertindak balas dengan wul besi panas untuk menghasilkan pepejal

perang.

(i) Lengkapkan persamaan di bawah.

______Cl + Fe ________FeCl

(ii) Berdasarkan persamaan kimia pada (g)(i), hitungkan jisim maksimum ferum(III)

klorida yang terbentuk apabila 0.05 mol ferum digunakan dalam tindak balas.

[Jisim atom relatif: Fe=56, Cl=35]

[1 mark]

[1 mark]

2

2 3 [1 mark]

[1 mark]


2. Jadual 2.1 menunjukkan unsur-unsur dalam kala 3 bagi Jadual Berkala Unsur.


Nombor proton 11 12 13 14 15 16 17 18

Jadual 2.1

a) (i)Tuliskan sususnan elektron bagi atom silikon, Si.

………………………………………………………………………………………………

(ii) Dalam kumpulan manakah silikon, Si berada dalam Jadual Berkala?

………………………………………………………………………………………………

b) (i) Bagaimanakah saiz atom berubah apabila menuruni Kala 3 dari kiri ke kanan?

………………………………………………………………………………………………

(ii) Terangkan jawapan anda dalam 2(b)(i)

………………………………………………………………………………………………

c) Neon adalah tidak reaktif secara kimia. Terangkan mengapa?

………………………………………………………………………………………………

d) (i) Unsur yang manakah apabila bertindakbalas dengan oksigen membentuk oksida

amfoterik?

………………………………………………………………………………………………

(ii) Tuliskan formula bagi oksida amforterik yang terbentuk.

………………………………………………………………………………………………

e) Atom natrium bertindak balas dengan atom klorin membentuk sebatian natrium klorida.

Lukis satu rajah untuk menunjukkan susunan elektron dalam sebatian ini.

[1 mark]

[1 mark]

[1 mark]

[1 mark]

[2 mark]

[1 mark]

[1 mark]

[2 mark]


5.0 IKATAN KIMIA

5.1 Pembentukan sebatian

1. Sebatian ialah sebarang bahan yang terbentuk daripada gabungan kimia dua

atau lebih unsur dalam nisbah tertentu.

2. Apabila atom-atom bergabung membentuk sebatian, ia biasanya melibatkan

perubahan dalam susunan elektron di petala terluar setiap atom yang terlibat.

3. Elektron ini membentuk hubungan yang dipanggil ikatan kimia di antara atom-

atom.

Kestabilan gas adi

Gas adi ialah unsur-unsur Kumpulan 18 dalam jadual berkala. Ia juga dikenali

sebagai gas lengai.

Gas adi mempunyai susunan elektron yang sangat stabil. Gas adi tidak

perlu membebaskan elektron, menerima elektron atau berkongsi elektron

dengan unsur-unsur lain.

Kestabilan gas adi disebabkan terdapat lapan elektron di petala valensnya

(petala terluar) kecuali bagi gas helium.

Helium mempunyai 2 elektron pada petala terluarnya. Keadaan ini dikenali

sebagai susunan elektron duplet.

Kecuali bagi helium, gas-gas adi yang lain mempunyai 8 elektron pada

petala terluarnya. Keadaan ini dikenali sebagai susunan elektron oktet.

Pembentukan ikatan kimia

Di dalam pembentukan ikatan kimia, atom-atom akan menukar susunan

elektronnya supaya dapat mencapai susunan elektron yang sama dengan

susunan gas adi.

Corak susunan elektron ini dipanggil sebagai Hukum Oktet.

Berdasarkan hukum oktet, elektron-elektron disusun supaya dapat mencapai

8 elektron pada petala valensnya dan seterusnya mencapai kestabilan gas

adi.

Ikatan kimia dapat dibentuk melalui 2 cara, iaitu:

Pemindahan elektron,

Perkongsian elektron.

Pembentukan ikatan kimia melalui pemindahan elektron akan membentuk

ikatan ion.

Pembentukan ikatan kimia melalui perkongsian elektron akan membentuk

ikatan kovalen.


5.2 Ikatan Ion

Pembentukan ikatan ion

Ikatan ion atau ikatan elektrovalens adalah daya tarikan elektrostatik yang

kuat di antara ion yang berlawanan cas hasil daripada pemindahan elektron.

Ia terbentuk daripada pemindahan elektron dari atom logam dan ke atom

bukan logam.

Atom logam akan melepaskan satu atau lebih elektron dan membentuk ion

logam positif (kation).

Atom bukan logam menerima satu atau lebih elektron yang disebabkan untuk

membentuk ion negatif (anion).

Kedua-dua ion ini mempunyai susunan elektron yang penuh di petala terluar iaitu

setara dengan konfigurasi elektron gas adi.

Contoh;

Pembentukan natrium klorida, NaCl

Pembentukan magnesium klorida, MgCl

2


Formula sebatian ion

Kation Anion Formula sebatian

Ion kumpulan 1, Na Ion kumpulan 17, Cl

Ion kumpulan 2, Mg Ion kumpulan 17, Cl

Ion kumpulan 13, Al Ion kumpulan 17, Cl

Ion kumpulan 1, Na Ion kumpulan 16, O

Ion kumpulan 2, Mg Ion kumpulan 16, O

Ion kumpulan 13, Al Ion kumpulan 16, O

Ion kumpulan 1, Na Ion kumpulan 15, N

Ion kumpulan 2, Mg Ion kumpulan 15, N

Ion kumpulan 13, Al Ion kumpulan 15, N

5.3 Ikatan Kovalen

Ikatan kovalen ialah ikatan kimia yang terbentuk melalui perkongsian pasangan

elektron antara atom bukan logam untuk mencapai susunan elektron oktet.

Atom bukan logam pada kumpulan 14-17 dalam Jadual Berkala dan atom

hidrogen membentuk perkongsian pasangan elektron dengan:

Atom unsur yang sama (H , O , N , Cl )

Atom unsur yang berlainan (H O, CO , NH , HCl, CCl ) untuk membentuk

sebatian kovalen.

Setiap atom menyumbang bilangan elektron yang sama untuk perkongsian.

Pasangan elektron yang dikongsi membentuk ikatan kovalen antara dua

atom.

Contoh tiga jenis ikatan kovalen

Ikatan kovalen Bilangan pasangan elektron

yang dikongsi

Contoh

Tunggal 1 H – H , Cl – Cl

Ganda dua 2 O = O, O = C = O

Ganda tiga 3 N Ξ N

2 2 2 2

2 2 3 3

-

-

-

2-

2-

2-

3-

3-

3-

+

+

+

2+

2+

2+

3+

3+

3+

SPM 2003 P1/Q22 SPM 2004 P1/Q43,P2/secB/Q1 SPM 2006 P1/Q8,P2/sec A/Q3


Contoh pembentukan ikatan kovalen tunggal

Pembentukan molekul hidrogen, H

Contoh pembentukan ikatan kovalen ganda dua

Pembentukan molekul oksigen, O

Contoh pembentukan ikatan kovalen ganda tiga

Pembentukan molekul nitrogen, N

2

2

2


Struktur Lewis

Struktur Lewis ialah strutkur yang berdimensi dua untuk menunjukkan

pembentukan sebatian atau molekul.

Dalam struktur Lewis, semua elektron valens diwakili oleh titik atau silang.

Contoh

Molekul tetraklorometana, CCl

Molekul oksigen, O

5.4 Sifat sebatian ion dan sebatian kovalen (SPM 2007 P2/sec A/Q4)

1. Ikatan kimia dalam suatu sebatian mempengaruhi sifat fizik dan sifat kimianya.

2. Sebatian ion terdiri daripada kation dan anion yang diikat bersama oleh daya

elektrostatik yang kuat.

3. Ion-ion yang berlawanan cas ini mempunyai susunan yang teratur dan padat

dalam struktur ion raksasa.

4. Dengan itu, semua sebatian ion merupakan pepejal yang mempunyai takat lebur

dan takat didih yang tinggi pada keadaan bilik. Jumlah tenaga yang tinggal

diperlukan untuk memecahkan ikatan ion yang kuat ini dalam struktur ion

raksasa.

5. Kebanyakan sebatian kovalen merupakan molekul yang ringkas. Atom dalam

sebatian kovalen diikat oleh ikatan kovalen yang kuat.

6. Walau bagaimanapun, daya intermolekul dalam molekul kovalen yang ringkas ini

merupakan daya van der waals yang lemah yang dapat dipecahkan dengan

mudah.

7. Dengan ini, kebanyakkan sebatian kovalen yang ringkas merupakan gas atau

cecair mudah meruap yang mempunyai takat lebur dan takat didih yang rendah.

4

2


Sebatian Sebatian kovalen yang

ringkas

Keadaan fizik Biasanya wujud sebagai pepejal

hablur

Pepejal, cecair, atau gas

Takat lebur dan

takat didih

Tinggi (selalunya > 300˚C) Rendah (selalunya < 300˚C)

Keterlarutan Larutan dalam air; tidak larut

dalam pelarut organik

Tidak larut air; larut dalam

pelarut organik

Kemeruapan Tidak meruap Selalunya meruap; menyejat

dengan mudah

Kekonduksian

elektrik

Mengkonduksikan arus elektrik

dalam keadaan leburan dan

akueus; tidak mengkonduksikan

arus elektrik dalam keadaan

pepejal. Sebatian ini disebut

elektrolit.

Tidak mengkonduksikan arus

elektrik dalam sebarang

keadaan. Sebatian ini disebut

bukan elektrolit.

Contoh

Kegunaan sebatian kovalen sebagai pelarut

1. Banyak sebatian kovalen mempunyai takat lebur dan takat didih yang rendah

dan wujud sebagai cecair yang meruap pada suhu bilik.

2. Sebatian kovalen dalam keadaan cecair biasanya digunakan sebagai pelarut.

Sebatian ini disebut pelarut organik yang merupakan bahan meruap, mudah

terbakar, dan beracun.

3. Kegunaan utama pelarut organik:

Sifat

Sebatian

SPM 2003, 2005 Obj


BAHAGIAN B

5.1 Jadual menunjukkan susunan elektron bagi unsur K, L, M dan N.

Unsur Susunan elektron

K 2.1

L 2.8.1

M 2.8.7

N 2.4

1. Bandingkan kereaktifan unsur K dan L semasa bertindakbalas dengan air.

Jelaskan jawapan anda.

2. Nyatakan jenis ikatan dan terangkan bagaimana ikatan terbentuk antara

(i) L dan M

(ii) M dan N

3. Beri dua sifat fizik sebatian yang terbentuk dalam (b)(i)

4. Unsur X berada di dalam kumpulan 8 dan kala 4 dalam Jadual Berkala Unsur.

Nyatakan dua ciri istimewa bagi unsur X

[4 markah]

[12 markah]

[2 markah]

[2 markah]


BAHAGIAN C

1. (a) Tindak balas antara natrium dengan klorin menghasilkan satu sebatian yang

mempunyai takat lebur yang tinggi. Tentukan jisim sebatian yang terbentuk

apabila 2.3 g natrium bertindak balas dengan klorin berlebihan.

[Jisim atom relatif Na= 23, Cl= 35.5]

(b) Jadual menunjukkan pemerhatian apabila ferum bertindak balas dengan gas klorin

dan gas bromin.

Tindak balas Bahan Tindak balas Pemerhatian

I Ferum + Gas klorin Wul besi panas menyala dengan cepat dan terang. Pepejal perang terhasil.

II Ferum + Gas bromin Wul besi panas berbara sederhana terang dan sederhana cepat. Pepejal perang terhasil.

(i) Tulis persamaan kimia bagi salah satu tindak balas.

(ii) Bandingkan kereaktifan kedua-dua tindak balas. Terangkan jawapan anda.

[Nombor proton: Cl =17, Br = 35]

(c) Rajah menunjukkan wakilan piawai bagi atom tiga unsur; Li, C dan Cl.

Menggunakan maklumat yang diberikan, huraikan pembentukan dua sebatian dengan

jenis ikatan berbeza.

TAMAT

Li C Cl 7

3

12

6

35

17

[4 markah]

[2 markah]

[4 markah]

[10 markah]

modul 2 kimia

Education