JADUAL BERKALA

BAB 4

 Jadual Berkala [Periodic Table] ialah suatu
cara yang sistematik bagi mengelaskan
unsur-unsur.

 Sehingga kini, lebih kurang 118 unsur telah
ditemui.

 Seiring dengan penemuan unsur-unsur
baru, perlu ada suatu cara yang sistematik
bagi ahli-ahli kimia untuk menganalisa
persamaan dan perbezaan unsur dan
seterusnya meramal sifat-sifat unsur yang
masih belum ditemui.





 Lebih mudah untuk mengkaji, memahami,
mengenal pasti, membanding dan atau
membeza hubungkait antara unsur atau
sebatiannya dari kumpulan yang lain.

 Membolehkan untuk mempelajari, memahami
dan mengingat sifat fizikal dan sifat kimia
unsur-unsur dan sebatiannya secara lebih
sistematik, teratur dan mudah.

 Berupaya untuk meramal sifat-sifat unsur dan
sebatiannya.

 Sebahagian dari saintis yang terlibat dalam
perkembangan Jadual Berkala sekarang
adalah Lavoisier, Dobereiner, Newlands,
Lothar Meyer, Mendeleev and Moseley.

 Saintis yang mula
membahagikan unsur-unsur
kedalam empat kumpulan.

Kumpulan I Kumpulan II Kumpulan III Kumpulan IV

Oksigen Sulfur Perak (Argentum) Kalsium oksida
Nitrogen Fosforus Arsenik
Hidrogen Karbon Bismuth Barium oksida
Cahaya Klorin Kobalt
Haba Fluorin Kuprum (Copper) Silikon oksida
Timah (Tin) Magnesium
Plumbum (Lead) oksida
Nikel

 Pada 1817, Johann Wolfgang Döbereiner mula
merumuskan satu cubaan awal bagi pengelasan
unsur-unsur.

 Beliau mendapati sebahagian unsur
membentuk sekumpulan tiga unsur yang
sifatnya hampir sama. Beliau menamakannya
sebagai “triads”.

 Hukum Triad menunjukkan perkaitan antara
sifat unsur dengan jisim atom unsur tersebut.

 Bagi semua triad, jisim atom unsur kedua
hampir sama dengan purata jisim atom unsur
pertama dan ketiga.

Unsur Jisim atom relatif Purata jisim atom…

Litium 7 .. natrium
Natrium (Sodium) 23 = 7 + 39 = 23
Kalium (Potassium) 39
35 2
Klorin 80 .. bromin
Bromin 127 = 35 + 127 = 81
Iodin 40
Kalsium 88 2
Strontium 137 .. strontium
Barium 32 = 40 + 137 = 88.5
Sulfur 79
Selenium 128 2
Tellurium .. selenium
= 32 + 128 = 80

2

 Kelemahan: hanya terpakai untuk
sebahagian unsur.

 Orang yang mula menyusun unsur-unsur
secara mengufuk dalam tertib jisim atom
menaik (ascending order).

 Beliau mendapati, sifat yang sama berulang
pada setiap unsur yang kelapan.

 Ini hampir sama dengan not oktaf dalam
muzik.

 Susunan ini dikenali sebagai Hukum Oktaf.

 Kelemahan:

◦ hanya 17 unsur yang pertama mematuhi hokum ini.
◦ Beliau tidak mengambil kira unsur yang belum

ditemui.

 Namun, beliau menunjukkan yang ada
perkaitan di antara pola berkala dalam sifat
unsur-unsur.

H Li Be B C N O

F Na Mg Al Si P S

Cl K Ca Cr Ti Mn Fe

 Memplot suatu graf isipadu atom melawan
jisim atom unsur yang diketahui pada masa
itu.

 Perhubungan yang digunakan:

◦ Isipadu atom = Jisim 1 mol atom
Ketumpatan

 Beliau mendapati yang logam alkali terletak
pada puncak lengkungan tersebut.

 Lengkungan itu menunjukkan unsur yang
mempunyai sifat kimia yang serupa berada
pada kedudukan relatif yang serupa pada
lengkungan itu.

 Menyusun unsur-unsur dalam tertib menaik
mengikut jisim atom relatifnya.

 Unsur-unsur itu, jika disusun mengikut
jisim atom, menunjukkan sifat berkala yang
ketara.

 Unsur-unsur dengan sifat
kimia yang sama diletakkan
dalam satu turus menegak
yang dikenali sebagai
‘kumpulan’.

 Ruang kosong ditinggalkan
untuk unsur yang masih
belum ditemui pada masa itu.

 Meramal sifat unsur yang
masih belum ditemui. Ianya
disahkan kemudian apabila
unsur-unsur gallium,
scandium and germanium
ditemui.

 Menukarkan kedudukan nikel dengan kobalt
dan iodin dengan tellurium supaya unsur-
unsur yang mempunyai sifat kimia yang sama
berada dalam kumpulan yang sama.

 Menyusun unsur-unsur tertentu seperti
mangan, besi (ferum), kobalt, nikel, kuprum
(copper/tembaga) dan dan lain-lain dalam
kumpulan yang berasingan. Kumpulan ini
kemudiannya dikenali sebagai kumpulan
unsur peralihan (transition elements).

 Jadual Berkala Mendeleev digunakan sebagai
asas kepada Jadual Berkala sekarang.

 Membuktikan yang nombor
proton sepatutnya digunakan
sebagai asas kepada
perubahan berkala dalam
sifat kimia unsur.

 Moseley melakukan satu
eksperimen dengan
menghentam unsur logam
yang berbeza dengan
elektron bertenaga tinggi dan
mengukur frekuensi X-ray
yang dibebaskan unsur-
unsur ini.

 Satu graf punca kuasa
dua frekuensi X-ray
melawan nombor proton
diplot; satu garis lurus
diperolehi.

 Ini menunjukkan yang
nombor proton boleh
digunakan untuk
menentukan kedudukan
unsur dalam Jadual
Berkala.

 Oleh itu, Moseley
Menyusun unsur-unsur
mengikut nombor proton
dalam tertib menaik.

 Unsur-unsur disusun dalam tertib menaik
berdasarkan nombor proton.

 Suatu jadual berkala terdiri daripada;

◦ Turus menegak dikenali sebagai kumpulan;
◦ Baris dikenali sebagai kala.

 Terdapat 18 kumpulan dan 7 kala.

 Unsur-unsur dari kumpulan yang sama,
mempunyai sifat kimia yang sama.

 Sifat fizik unsur dalam kumpulan yang sama
berubah beransur-ansur apabila menuruni
kumpulan.

 Sifat kimia dan sifat fizik berubah dalam pola
tertentu semasa merentasi kala dari kiri ke
kanan.

 Unsur-unsur dibahagikan kepada:

◦ Kumpulan 1 (logam alkali / alkali metals)

◦ Kumpulan 2 (logam alkali bumi / alkaline earth
metals)

◦ Kumpulan 13 dan 14 (logam dan bukan logam /
metals and non-metals)

◦ Kumpulan 15 dan 16 (bukan logam / non-metals)

◦ Kumpulan 17 (halogen / halogens)

◦ Kumpulan 18 (gas adi / gas nadir / gas lengai /
noble gases)

◦ Kumpulan 3 ke 12 (unsur peralihan / transition
elements)





 Unsur-unsur dalam kumpulan ini ialah
helium, He; neon, Ne; Argon, Ar; kripton, Kr;
xenon, Xe dan radon Rn.

 Dikenali sebagai gas adi (gas lengai)

 Wujud sebagai zarah monoatom pada suhu
bilik.

 Unsur paling tidak reaktif.



 Semua ahli dalam kumpulan ini mempunyai 8
elektron valens kecuali Helium - 2 elektron
valens.

 Susunan elektron ini dipanggil:

◦ Susunan elektron oktet (8 elektron);
◦ dan susunan elektron duplet (2 elektron).

 Susunan elektron unsur Kumpulan 18:

Unsur Susunan elektron
Helium 2
Neon 2.8
Argon 2.8.8
Kripton 2.8.18.8
Xenon 2.8.18.18.8
Radon 2.8.18.32.18.8

 Susunan elektron ini yang paling stabil.

 Disebabkan ini, unsur Kumpulan 18 tidak
akan menderma, menerima atau berkongsi
elektron dengan atom lain.

 Oleh itu, gas adi stabil dan lengai (inert)
secara kimia.

 Perubahan dalam sifat fizik unsur-unsur
dalam Kumpulan 18.

 Helium:

◦ Mengisi belon kajicuaca dan
kapal udara (airships).

◦ Meningkatkan tekanan dalam
bahanapi roket.

◦ Mencairkan gas oksigen dalam
atmosfera kapal angkasa.

◦ Atmosfera tiruan dalam tangka
oksigen yang digunakan
penyelam (80% He, 20% oksigen)

◦ Sebagai atmosfera pelindung bagi
pertumbuhan hablur silikon dan
germanium dalam industri
microelektronik untuk
pembuatan mikrocip.

Vin Diesel on Helium

Myth Busters – Fun With Gas

 Neon

◦ Lampu iklan (advertising lamp)
dan papan iklan (advertisement
boards)

◦ Sebagai lampu penunjuk
(indicator light) sebagai isyarat
suatu litar itu ‘on’.

 Argon

◦ Mengisi mentol bagi
mengelakkan filamen tungsten
teroksida.

◦ Membekalkan atmosphere
lengai bagi kerja kimpalan
(welding).

◦ Gas pembawa (carrier gas)
dalam kromatografi gas-cecair.

 Kripton

◦ Sumber cahaya putih yang
terang dalam bidang
fotografi.

◦ Digunakan dalam
sesetengah lampu denyar
(flash) dalam fotografi
berkelajuan tinggi.

 Xenon

◦ Dalam tiub elektron tubes dan
lampu stroboskop.

 Radon

◦ Merawat kanser kerana ia bersifat
radioaktif.

LOGAM ALKALI

 The elements in Group 1 are

◦ Litium (lithium), Li;
◦ Natrium (sodium), Na;
◦ Natrium (potassium), K;
◦ Rubidium (rubidium), Rb;
◦ Sesium (caesium), Cs;
◦ Fransium (francium), Fr.

 Juga dikenali sebagai logam alkali.

 Semua logam alkali adalah pepejal kelabu
dengan permukaan berkilat ketika baru
dipotong.

 Pepejal lembut dan boleh dipotong dengan
pisau.

 Ketumpatan rendah berbanding logam berat
seperti besi (iron) dan kuprum (tembaga /
copper).

 Pengalir haba dan elektrik yang baik.

 Takat lebur dan didih yang rendah
berbanding logam berat (Contoh: besi &
kuprum.

 Sifat fizik berubah beransur-ansur apabila
menuruni kumpulan.

Unsur No Susunan Ketumpatan Jejari atom Takat lebur Keelektronegatifan

proton elektromagnet (g cm-3) (nm) (oC)

Li 3 2.1 meningkat meningkat menurun menurun

Na 11 2.8.1

K 19 2.8.8.1

Rb 37 2.8.18.8.1

Cs 55 2.8.18.18.8.1

 Sangat reaktif. Oleh itu, unsur-unsur ini

dijumpai dalam kerak bumi dalam bentuk

sebatian.

 Semua logam alkali menunjukkan sifat kimia

yang sama tetapi berbeza dari segi
kereaktifan.

 Kereaktifan meningkat apabila menuruni

kumpulan.

 Diukur sama ada suatu atom mudah

kehilangan satu electron valensnya bagi

mencapai kestabilan susunan electron gas adi

(susunan electron duplet / octet).

 M - e- M+

 Semua logam alkali mempunyai satu elektron
valens.

 Setiap atom membebaskan satu elektron valens
semasa tindak balas kimia bagi mencapai
susunan electron yang stabil ⇒ suatu ion dengan
cas +1 terbentuk.

 Apabila menuruni kumpulan, saiz atom
bertambah ⇒ elektron valens semakin jauh dari
nukleus.

 Ini menyebabkan daya tarikan elektron valens
dari nukleus semakin lemah ⇒ lebih mudah
dikeluarkan apabila menuruni kumpulan.

 Sifat kimia logam Kumpulan 1boleh dikaji
melalui 4 tindak balas:

◦ Dengan air untuk membebaskan gas hidrogen dan
membentuk hidroksida logam;

◦ Dengan oksigen untuk menghasilkan oksida logam;
◦ Dengan klorin untuk menghasilkan klorida logam;
◦ Dengan bromin untuk menghasilkan bromida

logam.

 Tindak balas logam Kumpulan1dengan air
akan membentuk larutan beralkali dan gas
hidrogen.

 2M + 2H2O → 2MOH + H2

logam hidroksida (alkali)

 Contoh:

◦ 2Li + 2H2O → 2LiOH + H2
◦ 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2
◦ 2K + 2H2O → 2KOH + H2



UNSUR PEMERHATIAN
KUMPULAN 1
Litium Litium bergerak perlahan di atas permukaan air
dengan nyalaan merah. Larutan tidak berwarna
Natrium menukarkan penunjuk universal dari hijau ke
ungu/kertas litmus merah kepada biru/fenolftalein dari
Kalium tanpa warna ke merah jambu.

Natrium bergerak cepat di atas permukaan air dengan
nyalaan kuning. Larutan tidak berwarna menukarkan
penunjuk universal dari hijau ke ungu/kertas litmus
merah kepada biru/fenolftalein dari tanpa warna ke
merah jambu.

Kalium bergerak sangat cepat di atas permukaan air
dengan nyalaan ungu kemerahan. Larutan tidak
berwarna menukarkan penunjuk universal dari hijau ke
ungu/kertas litmus merah kepada biru/fenolftalein dari
tanpa warna ke merah jambu.

 Menghasilkan pepejal oksida putih.

 4M + O2 → 2M2O

logam oksida

 Contoh:

◦ 4Li + O2 → 2Li2O
◦ 4Na + O2 → 2Na2O
◦ 4K + O2 → 2K2O

 Pepejal putih larut dalam air membentuk
suatu larutan alkali (logam hidroksida).

 Contoh:

◦ Li2O + H2O → 2LiOH
◦ Na2O + H2O → 2NaOH
◦ K2O + H2O → 2KOH

UNSUR PEMERHATIAN
KUMPULAN 1

Litium Terbakar perlahan-lahan dengan api merah dan membebaskan
Natrium wasap putih yang bertukar kepada pepejal putih bila menyejuk
Kalium ke suhu bilik. Pepejal putih itu larut dalam air untuk
menghasilkan larutan tanpa warna yang menukarkan larutan
penunjuk universal dari hijau ke ungu.

Terbakar dengan cepat dan terang dengan api kuning dan
membebaskan wasap putih yang bertukar kepada pepejal putih
apabila menyejuk ke suhu bilik. Pepejal putih itu larut dalam air
untuk menghasilkan larutan tanpa warna yang menukarkan
larutan penunjuk universal dari hijau ke ungu.

Terbakar dengan sangat cepat dan terang dengan api ungu dan
membebaskan wasap putih yang bertukar kepada pepejal putih
apabila menyejuk ke suhu bilik. Pepejal putih itu larut dalam air
untuk menghasilkan larutan tanpa warna yang menukarkan
larutan penunjuk universal dari hijau ke ungu.

 Menghasilkan pepejal logam putih klorida.

 2M + Cl2 → 2MCl

logam klorida

 Contoh:

◦ 2Li + Cl2 → 2LiCl
◦ 2Na + Cl2 → 2NaCl
◦ 2K + Cl2 → 2KCl

 Menghasilkan pepejal putih logam bromida.

 2M + Br2 → 2MBr

logam bromida

 Contoh:

◦ 2Li + Br2 → 2LiBr
◦ 2Na + Br2 → 2NaBr
◦ 2K + Br2 → 2KBr

UNSUR PEMERHATIAN
KUMPULAN 1
GAS KLORIN WAP BROMIN
Litium
Terbakar perlahan-lahan dengan Terbakar perlahan dengan api
Natrium api merah dan membebaskan merah dan membebaskan wasap
wasap putih dan menjadi pepejal putih yang menjadi pepejal putih di
putih di akhir tindak balas. akhir tindak balas. Wap perang
kemerahan bromin dinyahwarna.

Terbakar dengan cepat dan terang Terbakar dengan cepat dengan api

dengan api kuning dan kuning dan membebaskan wasap

membebaskan wasap putih dan putih yang menjadi pepejal putih di

menjadi pepejal putih di akhir akhir tindak balas. Wap perang

tindak balas. kemerahan bromin dinyahwarna.

Kalium Terbakar sangat cepat dan sangat Terbakar sangat cepat dan terang
terang dengan api ungu dan dengan api ungu dan
membebaskan wasap putih dan membebaskan wasap putih yang
menjadi pepejal putih di akhir menjadi pepejal putih di akhir
tindak balas. tindak balas. Wap perang
kemerahan bromin dinyahwarna.