Revisi Sukses SPM Kimia

23 Konsep Mol, Formula dan Persamaan Kimia TINGKATAN 4 3 TINGKATAN 5 UNIT 15 model kertas SPM Konsep Mol, Formula dan Persamaan Kimia Tema 2: Asas Kimia Jisim Atom Relatif dan Jisim Molekul Relatif 3.1 1 Atom adalah sangat kecil dan ringan dan adalah mustahil untuk ditimbang. Maka, ahli kimia menggunakan konsep perbandingan antara jisim atom sesuatu unsur dengan jisim atom unsur lain yang dipilih sebagai piawai. 2 Perbandingan antara jisim atom sesuatu unsur dengan jisim atom unsur lain ini dinamakan sebagai jisim atom relatif. 3 Atom karbon-12 dipilih sebagai atom piawai kerana sebab-sebab yang berikut: (a) Unsur ini wujud sebagai pepejal pada suhu bilik. (b) Unsur ini mudah bergabung dengan unsurunsur lain. Jadi, karbon-12 terdapat dalam kebanyakan bahan (mudah didapati). (c) Unsur ini merupakan isotop karbon yang amat banyak (–99%), menjadikan jisim atom relatif bagi karbon ialah 12.0. Atom hidrogen dengan nombor atom 1 merupakan unsur pertama yang mula-mula dipilih untuk menjadi unsur piawai. Ini kerana hidrogen wujud sebagai gas pada suhu bilik dan tidak bertindak balas dengan kebanyakan unsur lain. INFO dinamik bab 3 4 Jisim atom relatif ialah jisim purata bagi satu atom unsur apabila dibandingkan dengan 1 12 kali jisim atom karbon-12. Jisim atom relatif ( JAR) = Jisim purata satu atom unsur 1 2 × jisim satu atom karbon-12 suatu unsur 5 Contohnya, satu atom helium ialah 4 kali lebih berat daripada 1 12 kali jisim atom karbon-12. Maka, jisim atom relatif bagi atom helium ialah 4. 1 atom helium 4 unit He 6 Jisim molekul relatif ialah jisim purata bagi satu molekul sebatian berbanding dengan 1 12 kali jisim satu atom karbon-12. Jisim atom relatif ( JAR) = Jisim purata satu molekul sebatian 1 12 × jisim satu atom karbon-12 suatu sebatian Revisi sukses Kimia.indb 23 28/03/2023 14:38:04 PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

24 Konsep Mol, Formula dan Persamaan Kimia TINGKATAN 4 3 TINGKATAN 5 UNIT 15 kertas model SPM 7 Contohnya, satu molekul karbon dioksida, CO2 ialah 44 kali lebih berat daripada 1 12 kali jisim satu atom karbon-12. Maka, jisim molekul relatif bagi karbon dioksida ialah 44. 1 molekul 44 unit karbon dioksida CO2 Definisi alternatif: • JAR: Bilangan kali satu atom unsur lebih berat daripada 1 12 kali jisim satu atom karbon-12. • JMR: Bilangan kali satu molekul lebih berat daripada 1 12 kali jisim satu atom karbon-12. INFO dinamik Contoh [JAR: H = 1, C = 12, N = 14, Na = 23, O = 16, Ne = 20, Al = 27, S = 32, Ti = 48, Zn = 65, Mo = 96] 1 Hitung jisim molekul relatif bagi bahan berikut. (a) H2 2(1) = 2 (b) NH3 14 + 3(1) = 17 (c) H2 O 2(1) + 16 = 18 (d) Na2 SO4 2(23) + 32 + 4(16) = 142 (e) Al(NO3 ) 3 27 + 3(14) + 9(16) = 213 (f) ZnCO3 65 + 12 + 3(16) = 125 2 Formula bagi suatu karbonat logam ialah ZCO3 . Jisim formula relatifnya ialah 84. Apakah jisim atom relatif bagi logam Z? Z + 12 + 3(16) = 84 Z = 84 – 60 = 24 3 Berapakah bilangan atom karbon yang bersamaan dengan jisim satu atom titanium? 12x = 48 x = 4 atom karbon 4 Enam atom y mempunyai jisim yang sama dengan dua atom molibdenum. Tentukan jisim atom relatif bagi y. 6 atom y = 2 atom molibdenum 6y = 2(96) = 192 y = 192 6 = 32 5 Jisim bagi satu atom antimoni adalah sama dengan jumlah tiga atom nitrogen dan empat atom neon. Apakah jisim atom relatif bagi antimoni? 1 atom antimoni = 3 atom nitrogen + 4 atom neon = 3(14) + 4(20) = 122 semak cepat 3.1 1 Hitung jisim molekul relatif bagi (a) MgSO4 (b) Na2 CO3 [ JAR: C = 12, O = 16, Na = 23, Mg = 24, S = 32] 2 Jisim formula relatif bagi X2 (SO4 ) 3 ialah 342. Tentukan jisim atom relatif bagi unsur X. KBAT Mengaplikasi 3 Jisim atom relatif bagi aluminium berdasarkan skala karbon-12 ialah 27. (a) Nyatakan maksud pernyataan di atas. (b) Berapakah kali satu atom aluminium lebih berat daripada satu atom berilium? [ JAR: Be = 9] Revisi sukses Kimia.indb 24 28/03/2023 14:38:05 PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

25 Konsep Mol, Formula dan Persamaan Kimia TINGKATAN 4 3 TINGKATAN 5 UNIT 15 model kertas SPM Experiment 1.3 3.2 Konsep Mol 1 Mol ialah unit S.I. bagi jumlah bahan. Simbol yang digunakan ialah mol. 2 Satu mol bersamaan dengan jumlah bahan yang mengandungi bilangan zarah yang sama dengan bilangan atom yang terdapat di dalam 12 gram karbon-12. 3 Bilangan atom dalam 12 gram karbon-12 ialah 6.02 × 1023. Nilai ini disebut sebagai pemalar Avogadro atau nombor Avogadro (NA). Bilangan Mol dan Bilangan Zarah 1 Zarah-zarah di dalam suatu bahan terdiri daripada atom, molekul atau ion. (a) Bagi unsur, zarahnya ialah atom. (b) Bagi sebatian kovalen, zarahnya ialah molekul. (c) Bagi sebatian ion, zarahnya ialah ion. 2 Hubung kait antara bilangan mol dengan bilangan zarah adalah seperti berikut: Bilangan mol Bilangan zarah × NA ÷ NA Contoh [NA = 6.02 × 1023 mol–1] 1 Hitung bilangan zarah dalam (a) 3.5 mol Al 3.5 × 6.02 × 1023 = 2.107 × 1024 atom (b) 0.25 mol CO2 0.25 × 6.02 × 1023 = 1.505 × 1023 molekul (c) 2 mol Zn 2 × 6.02 × 1023 = 1.204 × 1024 atom 2 Hitung bilangan atom dalam (a) 5.0 mol He 5.0 × 6.02 × 1023 = 3.01 × 1024 atom (b) 0.4 mol NH3 NH3 terdiri daripada 4 atom. 0.4 × 6.02 × 1023 × 4 = 9.632 × 1023 atom (c) 0.25 mol CO2 CO2 terdiri daripada 3 atom. 0.25 × 6.02 × 1023 × 3 = 4.515 × 1023 atom 3 Hitung bilangan molekul dalam (a) 3.2 mol CO2 3.2 × 6.02 × 1023 = 1.926 × 1024 molekul (b) 4.5 mol H2 O 4.5 × 6.02 × 1023 = 2.709 × 1024 molekul (c) 6.0 mol O2 6.0 × 6.02 × 1023 = 3.612 × 1024 molekul (d) 7.5 mol NO2 7.5 × 6.02 × 1023 = 4.515 × 1024 molekul 4 Hitung bilangan unit formula dalam (a) 0.8 mol ZnCl2 0.8 mol × 6.02 × 1023 = 4.816 × 1023 unit (b) 1.25 mol ZnCl2 1.25 mol × 6.02 × 1023 = 7.525 × 1023 unit (c) 5.66 mol FeSO4 5.66 × 6.02 × 1023 = 3.407 × 1024 unit 5 Hitung bilangan mol dalam (a) 4.55 × 1024 atom C = 4.55 × 1024 6.02 × 1023 = 7.558 mol (b) 2.20 × 1023 molekul CO2 = 2.20 × 1023 6.02 × 1023 = 0.365 mol (c) 3.56 × 1023 molekul C2 H4 = 3.56 × 1023 6.02 × 1023 = 0.591 mol • Mol – Mole • Pemalar Avogadro – Avogadro constant • Bilangan zarah – Number of particles Revisi sukses Kimia.indb 25 28/03/2023 14:38:06 PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

26 Konsep Mol, Formula dan Persamaan Kimia TINGKATAN 4 3 TINGKATAN 5 UNIT 15 kertas model SPM Bilangan Mol dan Jisim Bahan 1 Jisim molar, Mr ialah jisim bagi satu mol sebarang bahan. 2 Jisim molar ialah jisim atom relatif, jisim molekul relatif atau jisim formula relatif bagi bahan dalam unit g mol–1. 3 Hubung kait antara bilangan mol dengan jisim adalah seperti berikut: Bilangan mol Jisim dalam gram × Mr ÷ Mr Bilangan Mol dan Isi Padu Gas 1 Isi padu molar, Mv ialah isi padu yang ditempati oleh satu mol sebarang gas, iaitu 24 dm3 pada keadaan bilik dan 22.4 dm3 pada suhu dan tekanan piawai (STP). 2 Pada suhu dan tekanan yang sama, satu mol gas sentiasa menempati isi padu yang sama. 3 Hubung kait antara bilangan mol dengan isi padu gas adalah seperti berikut: Bilangan mol Isi padu gas × Mv ÷ Mv Contoh [JAR: H = 1, C = 12, N = 14, O = 16, Na = 23, S = 32, Ca = 40, Zn = 65] 1 Hitung jisim bagi (a) 0.25 mol NH3 0.25 × [14 + 3(1)] = 0.25 × 17 = 4.25 g (b) 0.55 mol S 0.55 × 32 = 17.6 g (c) 2.50 mol H2 SO4 2.50 × [2(1) + 32 + 4(16)] = 2.50 × 98 = 245.0 g (d) 0.30 mol NaNO3 0.30 × [23 + 14 + 3(16)] = 0.30 × 85 = 25.5 g 2 Hitung bilangan mol bagi (a) 44.55 g Ca = 44.55 40 = 1.114 mol (b) 100 g CO2 = 100 12 + 2(16) = 100 44 = 2.273 mol (c) 6.5 g CaCO3 6.5 40 + 12 + 3(16) = 6.5 100 = 0.065 mol (d) 90.0 g Zn(NO3 ) 2 90.0 65 + 2(14) + 6(16) = 90.0 189 = 0.476 mol Contoh [Mv = 22.4 dm3 pada STP, 24 dm3 pada keadaan bilik] 1 Hitung isi padu gas berikut pada STP. (a) 0.25 mol H2 0.25 × 22.4 = 5.6 dm3 (b) 0.04 mol Cl2 0.04 × 22.4 = 0.896 dm3 (c) 2.2 mol NO2 2.2 × 22.4 = 49.28 dm3 • Jisim molar – Molar mass • Isi padu molar – Molar volume • Suhu dan tekanan piawai – Standard temperature and pressure Revisi sukses Kimia.indb 26 28/03/2023 14:38:07 PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

27 Konsep Mol, Formula dan Persamaan Kimia TINGKATAN 4 3 TINGKATAN 5 UNIT 15 model kertas SPM Rumusan bagi Konsep Mol Rajah 3.1 menunjukkan hubung kait antara bilangan mol dengan bilangan zarah, jisim bahan dan isi padu gas. Bilangan zarah Bilangan mol, n Isi padu gas (dm3 ) Jisim bahan (g) × NA ÷ NA × Mr ÷ Mr NA = Pemalar Avogadro = 6.02 × 1023 ÷ Mv × Mv Mr = Jisim atom/molekul relatif Keadaan bilik = 24.0 dm3 mol–1 STP = 22.4 dm3 mol–1 Mv = Isi padu molar gas Rajah 3.1 Saling pertukaran antara bilangan mol dengan bilangan zarah, jisim bahan dan isi padu gas 2 Hitung isi padu gas berikut pada keadaan bilik. (a) 5.0 mol NH3 5.0 × 24 = 120 dm3 (b) 0.04 mol H2 0.04 × 24 = 0.96 dm3 (c) 0.02 mol CO2 0.02 × 24 = 0.48 dm3 3 Hitung bilangan mol bagi (a) 54 dm3 CH4 pada keadaan bilik. 54 24 = 2.25 mol (b) 15 dm3 Cl2 pada keadaan bilik. 15 24 = 0.625 mol (c) 0.50 dm3 H2 pada STP. 0.50 22.4 = 0.022 mol Contoh 1 Hitung isi padu bagi 3.55 g gas klorin, Cl2 pada STP. [JAR: Cl = 35.5; Isi padu molar gas = 22.4 dm3 mol–1 pada STP] Bilangan mol Cl2 = 3.55 2(35.5) = 0.05 mol Oleh itu, isi padu Cl2 pada STP = 0.05 × 22.4 = 1.12 dm3 2 Hitung jisim bagi 0.60 dm3 gas nitrogen dioksida, NO2 pada keadaan bilik. [JAR: N = 14, O = 16; Isi padu molar gas = 24 dm3 mol–1 pada keadaan bilik] Bilangan mol NO2 = 0.60 24 = 0.025 mol Oleh itu, jisim NO2 = 0.025 × [14 + 2(16)] = 0.025 × 46 = 1.15 g Revisi sukses Kimia.indb 27 28/03/2023 14:38:08 PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

28 Konsep Mol, Formula dan Persamaan Kimia TINGKATAN 4 3 TINGKATAN 5 UNIT 15 kertas model SPM 3.3 Formula Kimia 1 Formula kimia ialah satu set simbol bahan kimia bagi atom-atom unsur dengan gandaan nombor bulat yang mewakili sebatian kimia. 2 Formula kimia menunjukkan (a) unsur-unsur dalam sebatian. (b) bilangan atom bagi setiap unsur. (c) pengiraan JMR/JFR. 3 Contohnya, formula kimia bagi magnesium karbonat ialah MgCO3 . Formula kimia tersebut menunjukkan bahawa magnesium karbonat mengandungi (a) satu atom magnesium. (b) satu atom karbon. (c) tiga atom oksigen. 4 Formula kimia bagi satu sebatian ion boleh ditulis sekiranya cas bagi kation and anion diketahui. • Formula kimia – Chemical formula • Kation – Cation • Anion – Anion 3 Hitung jisim bagi 500 cm3 gas karbon dioksida, CO2 pada STP. [JAR: C = 12, O = 16; Isi padu molar gas = 22.4 dm3 mol–1 pada STP] 500 cm3 = 0.50 dm3 Bilangan mol CO2 = 0.50 22.4 = 0.0223 mol Oleh itu, jisim CO2 = 0.0223 × [12 + 2(16)] = 0.0223 × 44 = 0.9812 g 4 Hitung bilangan atom yang terdapat di dalam 30.0 g gas etena, C2 H4 . [JAR: H = 1, C = 12; Pemalar Avogadro = 6.02 × 1023 mol–1] Bilangan mol C2 H4 = 30 2(12) + 4(1) = 30 28 = 1.071 mol Maka, bilangan atom bagi C2 H4 = 1.071 × 6.02 × 1023 × 6 = 3.868 × 1024 atom semak cepat 3.2 [NA: 6.02 × 1023 mol–1; JAR: C = 12, O = 16, S = 32, K = 39, Ca = 40, Zn = 65; Mv = 22.4 dm3 pada STP, 24 dm3 pada keadaan bilik] KBAT Mengaplikasi 1 Hitung bilangan zarah di dalam (a) 1.0 mol Mg (b) 0.5 mol PbCO3 (c) 4.0 mol Zn 2 Hitung bilangan atom di dalam (a) 4.5 mol Mg (b) 0.4 mol CCl4 (c) 6.0 mol Na 3 Hitung bilangan mol bagi (a) 1.62 × 1024 atom Zn (b) 4.5 × 1023 molekul O2 4 Hitung bilangan mol bagi (a) 31.0 g Ca (b) 17.25 g ZnCO3 (c) 23.45 g K2 SO4 5 Hitung bilangan mol bagi (a) 45.22 dm3 H2 pada keadaan bilik. (b) 460 cm3 O2 pada keadaan bilik. (c) 5 400 cm3 Br2 pada STP. (d) 0.45 dm3 CO2 pada STP. Revisi sukses Kimia.indb 28 28/03/2023 14:38:09 PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

29 Konsep Mol, Formula dan Persamaan Kimia TINGKATAN 4 3 TINGKATAN 5 UNIT 15 model kertas SPM 5 Jadual 3.1 menunjukkan kation dan anion yang lazim digunakan. Jadual 3.1 Cas bagi kation dan anion yang lazim digunakan Cas Kation (ion positif ) Simbol Cas Anion (ion negatif ) Simbol +1 Ion hidrogen H+ –1 Ion fluorida F– Ion natrium Na+ Ion klorida Cl– Ion litium Li+ Ion bromida Br– Ion kalium K+ Ion iodida I– Ion argentum Ag+ Ion hidroksida OH– Ion kuprum(I) Cu+ Ion nitrat NO3 – Ion ammonium NH4 + Ion nitrit NO2 – +2 Ion magnesium Mg2+ –2 Ion oksida O2– Ion kalsium Ca2+ Ion sulfat SO4 2– Ion zink Zn2+ Ion sulfida S2– Ion ferum(II) Fe2+ Ion sulfit SO3 2– Ion kuprum(II) Cu2+ Ion karbonat CO3 2– Ion mangan(II) Mn2+ Ion tiosulfat S2 O3 2– Ion plumbum(II) Pb2+ Ion kromat(VI) CrO4 2– Ion nikel(II) Ni2+ Ion dikromat(VI) Cr2 O7 2– +3 Ion ferum(III) Fe3+ –3 Ion fosfat PO4 3– Ion aluminium Al3+ Ion fosfida P3– Ion kromium(III) Cr3+ Ion nitrida N3– 6 Semasa menulis formula kimia bagi sebatian ion, jumlah cas positif bagi kation mestilah sama dengan jumlah cas negatif bagi anion. Jumlah cas positif (kation) Jumlah cas negatif (anion) = 7 Langkah-langkah dalam menulis formula kimia bagi sebatian ion adalah seperti berikut: (a) Tulis formula bagi kation dan anion yang terlibat. (b) Seimbangkan cas positif dan cas negatif. (c) Tulis cas kation di sebelah anion sebagai subskrip dan sebaliknya. (d) Tulis formula kimia tanpa menulis cas. Contoh 1 Tulis formula kimia bagi natrium klorida. Ion Na+ Cl– Cas +1 –1 Nisbah 1 1 Oleh itu, formula kimia ialah NaCl. 2 Tulis formula kimia bagi kalium sulfat. Ion K+ SO4 2– Cas +1 –2 Nisbah 2 1 Oleh itu, formula kimia ialah K2 SO4 . Revisi sukses Kimia.indb 29 28/03/2023 14:38:09 PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

30 Konsep Mol, Formula dan Persamaan Kimia TINGKATAN 4 3 TINGKATAN 5 UNIT 15 kertas model SPM 8 Unsur peralihan boleh membentuk lebih daripada satu jenis ion dengan cas yang berbeza. 9 Angka Roman dalam kurungan digunakan dalam penamaan untuk membezakan ion-ion tersebut. Contoh: (a) Ferum(II) klorida ialah FeCl2 , manakala ferum(III) klorida ialah FeCl3 . (b) Mangan(II) oksida ialah MnO, manakala mangan(IV) oksida ialah MnO2 . Formula Empirik dan Formula Molekul 1 Formula empirik ialah nisbah nombor bulat teringkas bagi bilangan atom setiap unsur yang terdapat di dalam suatu sebatian. 2 Formula molekul ialah bilangan sebenar atom bagi setiap unsur yang terdapat di dalam satu molekul sebatian. 3 Rajah 3.2 menunjukkan definisi formula empirik dan formula molekul. i THINK Peta Pokok Formula kimia Formula empirik Nisbah nombor bulat teringkas bagi bilangan atom setiap unsur yang terdapat di dalam suatu sebatian. Formula molekul Bilangan sebenar atom bagi setiap unsur yang terdapat di dalam satu molekul sebatian. Contoh Glukosa, CH2 O Glukosa, C6 H12O6 Rajah 3.2 Formula empirik dan formula molekul 4 Langkah-langkah dalam menentukan formula empirik bagi suatu sebatian adalah seperti berikut. Langkah 1: Tulis unsur-unsur yang terdapat di dalam sebatian tersebut. Langkah 2: Tulis jisim atau peratusan bagi setiap unsur. Langkah 3: Hitung bilangan mol bagi setiap unsur. Langkah 4: Bahagikan setiap nombor dengan nombor terkecil untuk mendapatkan nisbah teringkas. Langkah 5: Tulis formula empirik bagi sebatian tersebut. 5 Langkah-langkah di atas mudah difahami dengan merujuk kepada jadual ini. Langkah 1 Unsur Langkah 2 Jisim (g) Langkah 3 Bilangan mol atom (mol) Langkah 4 Nisbah mol atom Langkah 5 Oleh itu, formula empirik ialah . 6 Bagi menentukan formula molekul suatu sebatian, rumus berikut digunakan. Formula molekul = (Formula empirik)n *n ialah integer • Nisbah mol – Mole ratio Revisi sukses Kimia.indb 30 28/03/2023 14:38:10 PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

31 Konsep Mol, Formula dan Persamaan Kimia TINGKATAN 4 3 TINGKATAN 5 UNIT 15 model kertas SPM Contoh 1 Hidrokarbon A mengandungi 1.2 g karbon dan 0.4 g hidrogen. Tentukan formula empirik bagi hidrokarbon A. [JAR: H = 1, C = 12] Unsur C H Jisim (g) 1.2 0.4 Bilangan mol atom (mol) 1.2 12 = 0.1 0.4 1 = 0.4 Nisbah mol atom 0.1 0.1 = 1 0.4 0.1 = 4 Oleh itu, formula empirik bagi hidrokarbon A ialah CH4 . 2 Satu sebatian mengandungi 40% kalsium, 12% karbon dan 48% oksigen. Tentukan formula empirik bagi sebatian tersebut. Unsur Ca C O Jisim dalam 100 g (g) 40 12 48 Bilangan mol atom (mol) 40 40 = 1 12 12 = 1 48 16 = 3 Nisbah mol atom 1 1 = 1 1 1 = 1 3 1 = 3 Oleh itu, formula empirik bagi sebatian itu ialah CaCO3 . 3 Formula empirik bagi butana ialah C2 H5 . Jika jisim molekul relatif bagi butana ialah 58, apakah formula molekul bagi butana? [JAR: H = 1, C = 12] (C2 H5 )n = 58 [2(12) + 5(1)]n = 58 n = 58 29 n = 2 (C2 H5 ) 2 = C4 H10 Oleh itu, formula molekul bagi butana ialah C4 H10. 4 Glukosa mengandungi 79.2 g karbon, 13.2 g hidrogen dan 105.6 g oksigen. Jisim molekul relatif bagi sebatian tersebut ialah 180. Tentukan formula empirik dan formula molekul bagi glukosa. [JAR: H = 1, C = 12, O = 16] Unsur C H O Jisim (g) 79.2 13.2 105.6 Bilangan mol atom (mol) 79.2 12 = 6.6 13.2 1 = 13.2 105.6 16 = 6.6 Nisbah mol atom 6.6 6.6 = 1 13.2 6.6 = 2 6.6 6.6 = 1 Formula empirik bagi glukosa ialah CH2 O. (CH2 O)n = 180 [12 + 2(1) + 16]n = 180 n = 180 30 n = 6 (CH2 O)6 = C6 H12O6 Oleh itu, formula molekul bagi glukosa ialah C6 H12O6 . Revisi sukses Kimia.indb 31 28/03/2023 14:38:10 PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

32 Konsep Mol, Formula dan Persamaan Kimia TINGKATAN 4 3 TINGKATAN 5 UNIT 15 kertas model SPM 5 5.4 g logam M bertindak balas dengan x g oksigen untuk membentuk sebatian M2 O3 . Apakah nilai x? [JAR: O = 16, M = 27] 0.2 : x 16 = 2 : 3 0.2 × 16 x = 2 3 2x = 3 × 3.2 x = 4.8 g Imbas kod QR atau layari Untuk tujuan pembelajaran http://www.softschools.com/quizzes/chemistry/stoichiometry_ empirical_molecular_formulas/quiz1129.html untuk membuat kuiz mengenai formula empirik dan formula molekul. Aktiviti 3.1 Tujuan: Menentukan formula empirik bagi magnesium oksida. Radas: Mangkuk pijar dengan penutup, penyepit, penunu Bunsen, alas segi tiga tanah liat, penimbang elektronik, pembaris, tungku kaki tiga Bahan: Pita magnesium, kertas pasir Prosedur: Panaskan Pita magnesium Mangkuk pijar Penutup 1 10 cm pita magnesium digosok dengan kertas pasir sehingga berkilat. 2 Jisim mangkuk pijar kosong dengan penutupnya ditimbang. 3 Pita magnesium digulung dan diletakkan di dalam mangkuk pijar. 4 Jisim mangkuk pijar dengan penutupnya dan pita magnesium ditimbang. 5 Mangkuk pijar dipanaskan dengan kuat tanpa penutup. 6 Apabila pita magnesium mula terbakar, mangkuk pijar ditutup. 7 Penutup dibuka sedikit sekali-sekala dan ditutupkan semula dengan cepat. 8 Apabila pita magnesium telah terbakar sepenuhnya, penutup dibuka. Mangkuk pijar dipanaskan dengan kuat selama 2 minit. 9 Mangkuk pijar ditutup dan dibiarkan sejuk kepada suhu bilik dan ditimbang semula. 10 Proses pemanasan, penyejukan dan penimbangan diulang sehingga jisim tetap diperoleh. Kaedah ini boleh digunakan untuk menentukan formula empirik bagi oksida logam reaktif yang lain seperti oksida zink, oksida kalsium dan oksida aluminium. SPM Keputusan: Penerangan Jisim (g) Mangkuk pijar + penutup a Mangkuk pijar + penutup + pita magnesium b Mangkuk pijar + penutup + magnesium oksida c Pengiraan: Unsur Mg O Jisim (g) b – a c – b Bilangan mol atom (mol) (b – a) 24 (c – b) 16 Nisbah mol atom y z Revisi sukses Kimia.indb 32 28/03/2023 14:38:12 PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

33 Konsep Mol, Formula dan Persamaan Kimia TINGKATAN 4 3 TINGKATAN 5 UNIT 15 model kertas SPM Perbincangan: 1 Pemerhatian bagi aktiviti ini adalah seperti berikut: (a) Magnesium terbakar dengan terang. (b) Wasap putih terbebas. (c) Pepejal putih terbentuk. 2 Langkah berjaga-jaga yang diambil dalam aktiviti ini adalah seperti berikut: (a) Pita magnesium dibersihkan dengan kertas pasir untuk membuang lapisan oksida pada permukaannya. (b) Penutup mangkuk pijar dibuka sekali-sekala untuk membenarkan oksigen di dalam udara masuk dan bertindak balas dengan magnesium. (c) Penutup mangkuk pijar kemudian ditutup semula dengan cepat untuk mengelakkan wasap magnesium oksida daripada terbebas. Kesimpulan: Formula empirik bagi magnesium oksida ialah Mgy Oz . Aktiviti 3.2 Tujuan: Menentukan formula empirik bagi kuprum(II) oksida. Radas: Tabung didih, penyumbat getah, salur getah, salur kaca 12 cm panjang, salur kaca 10 cm panjang, lampu spirit, kaki retort dan pengapit, bongkah kayu, penimbang elektronik, spatula Bahan: Air, serbuk kuprum(II) oksida, ketulan zink, asid hidroklorik 1.0 mol dm–3, kayu uji, putik kapas Prosedur: Salur kaca (12 cm) Serbuk kuprum(II) oksida Salur getah Lubang udara Salur kaca (12 cm) Air Etanol Salur kaca (10 cm) Asid hidroklorik 1.0 mol dm–3 Ketulan zink Bongkah kayu 1 Jisim salur kaca yang berukuran 12 cm panjang ditimbang menggunakan penimbang elektronik dan bacaan direkodkan. 2 Serbuk kuprum(II) oksida diisikan ke dalam salur kaca. Kayu uji digunakan untuk menolak serbuk kuprum(II) oksida ke bahagian tengah salur kaca. 3 Jisim salur kaca dan kandungannya ditimbang dan direkodkan. 4 Tabung didih diisikan dengan air sehingga penuh. 5 Tabung didih ditutup dengan penyumbat getah yang bersambung dengan salur kaca sepanjang 12 cm. Tabung didih diapitkan pada kaki retort. 6 Ketulan zink dimasukkan ke dalam tabung didih yang lain. Asid hidroklorik 1.0 mol dm–3 ditambahkan ke dalam tabung didih itu sehingga 1 3 penuh. 7 Tabung didih ditutup dengan penyumbat getah dengan salur kaca sepanjang 10 cm. Tabung didih diapitkan pada kaki retort yang lain. 8 Salur kaca berisi serbuk kuprum(II) oksida disambungkan kepada kedua-dua tabung didih. 9 Gas hidrogen dibiarkan mengalir selama 10 saat dengan membenarkan gelembung gas terbebas ke dalam air sebelum pemanasan dimulakan. 10 Kuprum(II) oksida dipanaskan dengan lampu spirit dalam aliran gas hidrogen yang berterusan. 11 Pemanasan dihentikan apabila warna hitam serbuk kuprum(II) oksida berubah sepenuhnya kepada warna perang. 12 Aliran gas hidrogen diteruskan sehingga suhu salur kaca menurun kepada suhu bilik. 13 Salur kaca berisi serbuk perang ditanggalkan. Titisan air di hujung salur kaca dilap dengan putik kapas. 14 Jisim salur kaca dan kandungannya ditimbang dan direkodkan. 15 Proses pemanasan, penyejukan dan penimbangan diulang sehingga jisim tetap diperoleh. 16 Keputusan direkodkan di dalam jadual. Kaedah ini boleh digunakan untuk menentukan formula empirik bagi logam oksida reaktif yang lain seperti oksida stanum dan oksida plumbum. SPM Revisi sukses Kimia.indb 33 28/03/2023 14:38:14 PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

34 Konsep Mol, Formula dan Persamaan Kimia TINGKATAN 4 3 TINGKATAN 5 UNIT 15 kertas model SPM semak cepat 3.3 [ JAR: H = 1, C = 12, O = 16, S = 32, Zn = 65] 1 Satu sebatian mengandungi 9.75 g zink, 4.8 g sulfur dan 9.6 g oksigen. Apakah formula empirik bagi sebatian ini? 2 Hidrokarbon X mengandungi 2.64 g karbon dan 0.44 g hidrogen. Jisim molekul relatif bagi hidrokarbon X ialah 98. Tentukan formula empirik dan formula molekul bagi hidrokarbon X. 3 Formula empirik bagi asid pentanoik ialah C3 H6 O. Jika jisim molekul relatifnya ialah 116, apakah formula molekul bagi asid pentanoik? 3.4 Persamaan Kimia 1 Persamaan kimia ialah persamaan yang ditulis dengan menggunakan simbol dan formula kimia. 2 Suatu tindak balas kimia boleh diwakili dengan satu persamaan kimia. 3 Maklumat asas berikut boleh diperoleh daripada persamaan kimia: (a) Bahan tindak balas yang terlibat. (b) Hasil tindak balas yang diperoleh. (c) Bilangan mol bahan tindak balas dan hasil tindak balas. (d) Keadaan fizikal setiap bahan kimia. 4 Contohnya, natrium bertindak balas dengan gas oksigen untuk menghasilkan natrium oksida. Persamaan kimia bagi tindak balas ini adalah seperti berikut: 4Na(p) + O2 (g) → 2Na2 O(p) Maklumat yang diperoleh daripada persamaan kimia ini: (a) Bahan tindak balas ialah natrium, Na dan gas oksigen, O2 . (b) Hasil tindak balas ialah natrium oksida, Na2 O. (c) Empat mol Na bertindak balas dengan satu mol O2 untuk menghasilkan dua mol Na2 O. 5 Keadaan fizikal setiap bahan tindak balas dan hasil tindak balas ditulis seperti berikut: (a) (p) untuk pepejal (b) (ce) untuk cecair (c) (ak) untuk larutan akueus (d) (g) untuk gas Keputusan: Penerangan Jisim (g) Salur kaca x Salur kaca + kuprum(II) oksida y Salur kaca + kuprum z Pengiraan: Unsur Cu O Jisim (g) z – x y – z Bilangan mol atom (mol) (z – x) 64 (y – z) 16 Nisbah mol atom a b Perbincangan: 1 Perubahan warna hitam kuprum(II) oksida kepada perang menunjukkan bahawa kuprum(II) oksida telah bertukar kepada kuprum. 2 Langkah berjaga-jaga yang diambil dalam aktiviti ini adalah seperti berikut: (a) Gas hidrogen kering dibiarkan mengalir melalui tabung pembakaran selama 10 saat untuk menyingkirkan udara di dalam salur kaca. Campuran udara dan hidrogen akan menghasilkan letupan apabila dinyalakan. (b) Gas hidrogen hendaklah dialirkan secara berterusan sepanjang eksperimen untuk mengelakkan kuprum panas bertindak balas dengan oksigen dan membentuk kuprum(II) oksida semula. (c) Proses pemanasan, penyejukan dan penimbangan diulang sehingga jisim tetap diperoleh untuk memastikan semua kuprum(II) oksida telah bertindak balas lengkap dengan oksigen untuk membentuk kuprum. Kesimpulan: Formula empirik bagi kuprum oksida ialah Cua Ob . Revisi sukses Kimia.indb 34 28/03/2023 14:38:15 PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

35 Konsep Mol, Formula dan Persamaan Kimia TINGKATAN 4 3 TINGKATAN 5 UNIT 15 model kertas SPM 6 Rajah 3.3 menunjukkan langkah-langkah dalam menulis persamaan kimia. i THINK Peta Alir Tulis formula kimia yang betul bagi setiap bahan tindak balas dan hasil tindak balas. Tentukan bilangan atom bagi setiap unsur. Seimbangkan bilangan atom bagi setiap unsur dengan menambahkan pekali di hadapan setiap formula kimia. Rajah 3.3 Langkah-langkah menulis persamaan kimia 7 Persamaan kimia boleh ditafsir secara kualitatif dan kuantitatif. Contohnya, 2Na(p) + 2H2 O(ce) → 2NaOH(ak) + H2 (g) (a) Terangkan persamaan secara kuantitatif: 2 mol Na bertindak balas dengan 2 mol H2 O untuk menghasilkan 2 mol NaOH dan 1 mol H2 . (b) Terangkan persamaan secara kualitatif: Pepejal natrium bertindak balas dengan cecair air untuk membentuk larutan akueus natrium hidroksida dan gas hidrogen. 8 Kuantiti bahan tindak balas dan hasil tindak balas boleh dihitung dengan menggunakan stoikiometri daripada maklumat bernombor yang diberi. Contoh 1 Persamaan kimia berikut menunjukkan tindak balas antara magnesium dengan asid sulfurik. Mg(p) + H2 SO4 (ak) → MgSO4 (ak) + H2 (g) Hitung isi padu gas hidrogen pada STP, jika 12.0 g magnesium bertindak balas dengan asid sulfurik berlebihan. [ JAR: Mg = 24; 1 mol gas menempati 22.4 dm3 pada STP] Bilangan mol Mg = 12 24 = 0.5 mol Daripada persamaan, 1 mol Mg menghasilkan 1 mol H2 . Oleh itu, 0.5 mol Mg menghasilkan 0.5 × 1 1 = 0.5 mol H2 . Isi padu gas H2 pada STP = 0.5 × 22.4 = 11.2 dm3 2 Satu eksperimen dijalankan untuk mengkaji tindak balas antara magnesium dengan asid hidroklorik. 800 cm3 gas hidrogen dikumpul pada suhu bilik. Hitung jisim maksimum bagi magnesium yang diperlukan untuk menghasilkan gas hidrogen tersebut. [ JAR: Mg = 24; 1 mol gas menempati 24.0 dm3 pada keadaan bilik] Persamaan kimia ialah Mg + 2HCl → MgCl2 + H2 Bilangan mol H2 = 0.8 24 = 0.033 mol Daripada persamaan, 1 mol Mg menghasilkan 1 mol H2 . Oleh itu, 0.033 × 1 1 = 0.033 mol Mg menghasilkan 0.033 mol H2 . Jisim Mg = 0.033 × 24 = 0.8 g 3 Persamaan kimia berikut menunjukkan tindak balas antara ferum dengan bromin. 2Fe(p) + 3Br2 (g) → 2FeBr3 (p) 2.8 g ferum terbakar dengan lengkap dalam bromin. Berapakah jisim bagi hasil tindak balas tersebut? [ JAR: Fe = 56, Br = 80] Bilangan mol Fe = 2.8 56 = 0.05 mol Daripada persamaan, 2 mol Fe menghasilkan 2 mol FeBr3 . Oleh itu, 0.05 mol Fe menghasilkan 0.05 × 2 2 = 0.05 mol FeBr3 . Jisim FeBr3 = 0.05 × [56 + 3(80)] = 0.05 × 296 = 14.8 g 1 dm3 = 1 000 cm3 SPM Revisi sukses Kimia.indb 35 28/03/2023 14:38:15 PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

36 Konsep Mol, Formula dan Persamaan Kimia TINGKATAN 4 3 TINGKATAN 5 UNIT 15 kertas model SPM 4 Persamaan kimia berikut menunjukkan tindak balas yang berlaku apabila kuprum(II) karbonat dipanaskan. CuCO3 (p) CuO(p) + CO2 (g) Berapakah isi padu gas karbon dioksida yang terhasil apabila 24.8 g kuprum(II) karbonat terbakar dengan lengkap di dalam udara? [ JAR: C = 12, O = 16, Cu = 64; 1 mol gas menempati 24.0 dm3 pada keadaan bilik] Bilangan mol CuCO3 = 24.8 64 + 12 + 3(16) = 24.8 124 = 0.2 mol Daripada persamaan, 1 mol CuCO3 menghasilkan 1 mol CO2 . Oleh itu, 0.2 mol CuCO3 menghasilkan 0.2 × 1 1 = 0.2 mol CO2 . Isi padu gas CO2 = 0.2 × 24 = 4.8 dm3 5 Persamaan kimia berikut menunjukkan tindak balas antara aluminium dengan kuprum(II) oksida. 2Al + 3CuO → Al2 O3 + 3Cu Berapakah jisim aluminium oksida yang dihasilkan daripada 36.0 g kuprum(II) oksida? [ JAR: O = 16, Al = 27, Cu = 64] Bilangan mol CuO = 36 64 + 16 = 36 80 = 0.45 mol Daripada persamaan, 3 mol CuO menghasilkan 1 mol Al2 O3 . Oleh itu, 0.45 mol CuO menghasilkan 0.45 × 1 3 = 0.15 mol Al2 O3 . Jisim Al2 O3 = 0.15 × [2(27) + 3(16)] = 0.15 × 102 = 15.3 g semak cepat 3.4 [ JAR: H = 1, C = 12, O = 16, Mg = 24, Cl = 35.5, Zn = 65; 1 mol gas menempati 22.4 dm3 pada STP dan 24.0 dm3 pada keadaan bilik] 1 12.15 g serbuk zink oksida bertindak balas dengan asid hidroklorik cair berlebihan. (a) Tulis persamaan kimia bagi tindak balas tersebut. (b) Hitung jisim zink klorida yang terhasil di dalam tindak balas tersebut. KBAT Mengaplikasi 2 Butena, C4 H8 terbakar di dalam oksigen untuk menghasilkan karbon dioksida dan air. (a) Tulis persamaan kimia bagi tindak balas tersebut. (b) Hitung isi padu karbon dioksida yang terhasil, jika 15.6 dm3 butena terbakar dengan lengkap. KBAT Mengaplikasi 3 MgCO3 + 2HNO3 → Mg(NO3 ) 2 + CO2 + H2 O Persamaan di atas menunjukkan tindak balas untuk menghasilkan suatu garam. Berapakah isi padu gas karbon dioksida yang terbebas pada STP apabila 2.1 g magnesium karbonat bertindak balas dengan asid nitrik berlebihan? KBAT Mengaplikasi Revisi sukses Kimia.indb 36 28/03/2023 14:38:16 PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

37 Konsep Mol, Formula dan Persamaan Kimia TINGKATAN 4 3 TINGKATAN 5 UNIT 15 model kertas SPM Praktis SPM 3 1 Jisim atom relatif bagi suatu unsur ditakrifkan sebagai bilangan kali satu atom unsur itu lebih berat daripada 1 12 kali jisim satu atom bagi unsur Q. Apakah unsur Q? A Helium-4 B Karbon-12 C Oksigen-16 D Hidrogen-1 2 Jisim molekul relatif bagi M2 (SO4 ) 3 ialah 342. Apakah jisim atom relatif bagi unsur M? [ JAR: O = 16, S = 32] A 27 B 54 C 118 D 123 3 Apakah yang dimaksudkan dengan pemalar Avogadro? A Jisim bagi satu mol bahan B Tekanan bagi satu mol bahan C Bilangan zarah dalam satu mol bahan D Isi padu yang dipenuhi oleh satu mol gas 4 Satu balang gas mengandungi 3.01 × 1023 zarah gas. Berapakah bilangan mol bagi gas dalam balang gas tersebut? [Pemalar Avogadro = 6.02 × 1023 mol–1] A 0.5 mol B 1.0 mol C 1.5 mol D 2.0 mol 5 Berapakah bilangan molekul dalam 600 cm3 gas karbon dioksida, CO2 pada keadaan bilik? KBAT Mengaplikasi [Pemalar Avogadro = 6.02 × 1023 mol–1; Isi padu molar gas = 24 dm3 mol–1 pada keadaan bilik] A 1.505 × 1021 B 1.505 × 1022 C 1.505 × 1023 D 1.505 × 1024 6 Antara sebatian berikut, yang manakah dipadankan dengan formula yang betul? Sebatian Formula A Kuprum(II) oksida Cu2 O B Natrium klorida NaCl2 C Plumbum(II) oksida PbO2 D Barium hidroksida Ba(OH)2 7 2.10 g unsur Q bergabung dengan 0.80 g unsur R untuk menghasilkan sebatian dengan formula Q3 R4 . Apakah jisim atom relatif bagi unsur Q? [ JAR: R = 16] A 52 B 54 C 56 D 58 8 Berikut ialah komposisi bagi sampel ferum oksida, iaitu komponen utama bagi karat. Ferum = 5.6 g Oksigen = 2.4 g Apakah formula empirik bagi sebatian ini? KBAT Mengaplikasi [ JAR: O = 16, Fe = 56] A Fe3 O4 B Fe2 O3 C FeO2 D FeO 9 Dalam satu eksperimen, 24 g unsur X bertindak balas dengan 32 g sulfur untuk menghasilkan suatu sebatian. Apakah formula empirik bagi sebatian ini? [ JAR: X = 6, S = 32] A XS B X2 S C X2 S3 D X4 S Arahan: Jawab semua soalan. Kertas 1 Revisi sukses Kimia.indb 37 28/03/2023 14:38:22 PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

38 Konsep Mol, Formula dan Persamaan Kimia TINGKATAN 4 3 TINGKATAN 5 UNIT 15 kertas model SPM 10 Rajah 1 menunjukkan susunan radas untuk menentukan formula empirik bagi magnesium oksida. Panaskan Pita magnesium Mangkuk pijar Penutup Rajah 1 Langkah manakah yang betul bagi memastikan pita magnesium telah terbakar dengan lengkap? A Buka penutup mangkuk pijar sekali-sekala semasa pemanasan B Panaskan pita magnesium dengan kuat di dalam mangkuk pijar tanpa penutup C Tutup mangkuk pijar dengan penutup sebaik sahaja pita magnesium mula terbakar D Ulang proses pemanasan, penyejukan dan penimbangan sehingga jisim tetap diperoleh 11 Persamaan berikut mewakili satu tindak balas. Mg(OH)2 (p) + 2HCl(ak) → MgCl2 (ak) + 2H2 O(ce) Apakah bahan tindak balas dalam persamaan ini? A Magnesium nitrat dan air B Magnesium nitrat dan asid nitrik C Magnesium hidroksida dan asid nitrik D Magnesium hidroksida dan asid hidroklorik 12 Persamaan kimia manakah yang seimbang? A CaCO3 → CaO + 2CO2 B Al + HCl → AlCl3 + H2 C Zn(NO3 ) 2 → ZnO + 2NO2 + O2 D NaOH + H2 SO4 → Na2 SO4 + H2 O 13 7.2 g serbuk kuprum(II) oksida ditindakbalaskan dengan asid nitrik cair berlebihan. Berapakah jisim kuprum(II) nitrat yang terhasil di dalam tindak balas itu? KBAT Mengaplikasi [ JAR: N = 14, O = 16, Cu = 64] A 10.34 g B 11.34 g C 12.34 g D 16.92 g 14 Persamaan kimia berikut menunjukkan pembakaran lengkap bagi gas etana. 2C2 H6 (g) + 7O2 (g) → 4CO2 (g) + 6H2 O(ce) Berapakah isi padu gas etana, C2 H6 yang diperlukan untuk bertindak balas dengan 17.92 dm3 gas oksigen, O2 pada suhu dan tekanan piawai (STP)? KBAT Mengaplikasi [Isi padu molar gas pada STP = 22.4 dm3 mol–1] A 4.10 dm3 B 4.38 dm3 C 5.12 dm3 D 5.48 dm3 15 Persamaan kimia berikut menunjukkan tindak balas penguraian hidrogen peroksida. 2H2 O2 (ak) → 2H2 O(ce) + O2 (g) Berapakah isi padu gas oksigen, O2 yang terhasil daripada penguraian 1 mol hidrogen peroksida pada suhu dan tekanan piawai (STP)? KBAT Mengaplikasi [Isi padu molar gas pada STP = 22.4 dm3 mol–1] A 11.2 dm3 B 22.4 dm3 C 33.6 dm3 D 44.8 dm3 16 Rajah 2 menunjukkan susunan radas untuk menentukan formula empirik bagi kuprum(II) oksida. Salur kaca (12 cm) Serbuk kuprum(II) oksida Salur getah Lubang udara Salur kaca (12 cm) Air Etanol Salur kaca (10 cm) Asid hidroklorik 1.0 mol dm–3 Ketulan zink Bongkah kayu Rajah 2 Antara yang berikut, yang manakah boleh diperhatikan dalam eksperimen ini? A Ketulan zink terbakar B Pepejal hitam menjadi perang C Gas berwarna kuning dibebaskan D Wasap putih terbentuk semasa tindak balas berlaku Revisi sukses Kimia.indb 38 28/03/2023 14:38:23 PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

39 Konsep Mol, Formula dan Persamaan Kimia TINGKATAN 4 3 TINGKATAN 5 UNIT 15 model kertas SPM Bahagian A 1 Seorang murid menjalankan suatu eksperimen untuk menentukan formula empirik bagi kuprum(II) oksida. Rajah 1 menunjukkan susunan radas yang digunakan dalam eksperimen tersebut. Salur kaca (12 cm) Serbuk kuprum(II) oksida Salur getah Lubang udara Salur kaca (12 cm) Air Etanol Salur kaca (10 cm) Asid hidroklorik 1.0 mol dm–3 Ketulan zink Bongkah kayu Rajah 1 (a) Apakah peranan ketulan zink dan asid hidroklorik dalam eksperimen ini? [1 markah] (b) Nyatakan pemerhatian dalam eksperimen ini. KBAT Menganalisis [1 markah] (c) Tulis persamaan kimia seimbang bagi tindak balas ini. [2 markah] (d) Mengapakah proses pemanasan, penyejukan dan penimbangan diulang beberapa kali sehingga jisim tetap diperoleh? KBAT Menganalisis [1 markah] (e) Adakah kaedah ini sesuai digunakan untuk menentukan formula empirik bagi magnesium oksida? Terangkan jawapan anda. KBAT Menilai [2 markah] 2 Rajah 2 menunjukkan satu persamaan kimia bagi suatu tindak balas. a Na(p) + b H2 O(ce) → c NaOH(ak) + H2 (g) Rajah 2 Berdasarkan persamaan di atas, jawab soalan-soalan berikut. (a) Seimbangkan persamaan kimia bagi tindak balas tersebut. Nyatakan nilai bagi a, b dan c. [3 markah] (b) Nyatakan nama bahan tindak balas dan hasil tindak balas. [2 markah] (c) Tafsirkan persamaan kimia tersebut secara (i) kualitatif. (ii) kuantitatif. [2 markah] 3 (a) Rajah 3 menunjukkan struktur molekul bagi butana. H H H H H C C C C H H H H H Rajah 3 (i) Apakah yang dimaksudkan dengan formula molekul? [1 markah] (ii) Nyatakan formula molekul dan formula empirik bagi butana. [2 markah] (iii) Nyatakan jenis zarah dalam butana. [1 markah] Kertas 2 Revisi sukses Kimia.indb 39 28/03/2023 14:38:23 PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

40 Konsep Mol, Formula dan Persamaan Kimia TINGKATAN 4 3 TINGKATAN 5 UNIT 15 kertas model SPM (b) Persamaan kimia di bawah menunjukkan tindak balas antara kalium dengan oksigen. Persamaan kimia berikut adalah tidak seimbang. K(p) + O2 (g) → K2 O(p) (i) Tulis persamaan kimia seimbang bagi tindak balas ini. [1 markah] (ii) Hitung jisim kalium oksida yang terhasil apabila kalium dibakar dalam 12.0 dm3 gas oksigen. KBAT Mengaplikasi [3 markah] [ JAR: O = 16, K = 39; 1 mol gas menempati 24.0 dm3 pada keadaan bilik] Bahagian B dan C 4 (a) Seorang murid menjalankan suatu eksperimen untuk menentukan formula empirik bagi magnesium oksida. Rajah 4 menunjukkan susunan radas yang digunakan dalam eksperimen ini. Panaskan Pita magnesium Mangkuk pijar Penutup Rajah 4 (i) Nyatakan tiga langkah berjaga-jaga yang perlu dilakukan semasa proses pemanasan dijalankan dan nyatakan tujuan langkah-langkah itu diambil. [6 markah] (ii) Jadual 1 menunjukkan keputusan yang diperoleh daripada eksperimen tersebut. Penerangan Jisim (g) Mangkuk pijar + penutup 28.50 Mangkuk pijar + penutup + serbuk magnesium 31.50 Mangkuk pijar + penutup + magnesium oksida 3.50 Jadual 1 Berdasarkan Jadual 1, tentukan formula empirik bagi magnesium oksida. KBAT Menganalisis [ JAR: O = 16, Mg = 24] [4 markah] (b) Magnesium bertindak balas dengan oksigen untuk menghasilkan magnesium oksida. Rancang satu eksperimen untuk menentukan formula empirik magnesium oksida. KBAT Mencipta [10 markah] Revisi sukses Kimia.indb 40 28/03/2023 14:38:24 PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

41 Jadual Berkala Unsur TINGKATAN 4 4 TINGKATAN 5 UNIT 15 model kertas SPM Jadual Berkala Unsur Tema 2: Asas Kimia 4.1 Perkembangan Jadual Berkala Unsur Sejarah Perkembangan Jadual Berkala Unsur 1 Jadual 4.1 menunjukkan penemuan oleh ahli-ahli sains yang menyumbang kepada perkembangan Jadual Berkala Unsur. Jadual 4.1 Ahli sains yang terlibat dalam perkembangan Jadual Berkala Unsur Ahli sains Penemuan Antoine Lavoisier (1743 – 1794) • Mengumpulkan unsur-unsur kepada 4 kumpulan mengikut sifat kimia yang serupa. • Kumpulan tersebut ialah gas, bukan logam, logam dan oksida logam. • Menyertakan cahaya, haba dan beberapa sebatian lain sebagai unsur. Johann W. Dobereiner (1780 – 1849) - Triad • Unsur-unsur dibahagi kepada tiga kumpulan yang mempunyai sifat kimia yang sama dan dikenali sebagai triad. • Jisim atom bagi unsur di tengah adalah bersamaan dengan jisim purata atom bagi dua unsur lain dalam triad. John Newlands (1837 – 1898) - Hukum Oktaf • Unsur-unsur disusun mengikut tertib menaik jisim atom. • Mencadangkan Hukum Oktaf kerana sifat yang sama muncul setiap lapan unsur dalam jadual. • Walau bagaimanapun, hukum ini hanya betul bagi 17 unsur pertama sahaja. Lothar Meyer (1830 – 1895) - Lengkung Meyer • Memplotkan graf isi padu atom melawan jisim atom. • Beliau mendapati unsur-unsur yang menempati kedudukan pada lengkung menunjukkan sifat kimia yang serupa. Dmitri Mendeleev (1834 – 1907) - Jadual Berkala pertama • Unsur-unsur disusun mengikut tertib menaik jisim atom. • Unsur dengan sifat kimia yang sama dikumpulkan dalam lajur yang sama. • Walaupun unsur disusun mengikut jisim atom, susunannya diubah jika sifat kimia unsur itu tidak padan dengan kumpulan tersebut. • Ruang kosong dibiarkan untuk unsur yang belum ditemui. • Kewujudan dan sifat unsur-unsur yang belum ditemui boleh diramal. – eka-aluminium, eka-boron dan eka-silikon. bab 4 • Jadual Berkala Unsur – Periodic Table of Elements Revisi sukses Kimia.indb 41 28/03/2023 14:38:26 PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

42 Jadual Berkala Unsur TINGKATAN 4 4 TINGKATAN 5 UNIT 15 kertas model SPM Ahli sains Penemuan Henry Moseley (1887 – 1915) - Jadual Berkala Unsur Moden • Mengelaskan unsur-unsur berdasarkan konsep nombor proton dan menyusunnya mengikut tertib menaik nombor proton. • Nombor proton atom boleh diukur menggunakan sinar-X. • Kewujudan empat unsur yang belum ditemui diramal berdasarkan nombor proton. 2 Unsur-unsur dalam Jadual Berkala Unsur disusun secara mengufuk mengikut urutan menaik nombor proton daripada 1 hingga 118. 3 Unsur-unsur dikumpulkan dalam lajur yang sama berdasarkan sifat kimia yang serupa. semak cepat 4.1 1 Nyatakan ahli sains yang menemui (a) triad. (b) Hukum Oktaf. 2 Bagaimanakah unsur-unsur disusun dalam Jadual Berkala Unsur? Susunan Unsur dalam Jadual Berkala Unsur Moden 4.2 1 Terdapat dua komponen utama dalam Jadual Berkala Unsur moden, iaitu kumpulan dan kala. 2 Kumpulan ialah unsur lajur menegak dalam Jadual Berkala Unsur. • Kumpulan – Group • Kala – Period (a) Semua unsur dalam kumpulan yang sama mempunyai bilangan elektron valens yang sama. (b) Atom unsur dalam Kumpulan 1, 2 dan 13 masing-masing mempunyai 1, 2, dan 3 elektron valens. (c) Unsur Kumpulan 3 hingga 12 disebut sebagai unsur peralihan. (d) Atom unsur Kumpulan 14, 15, 16, 17 dan 18 masing-masing mempunyai 4, 5, 6, 7 dan 8 elektron valens. 3 Kala ialah unsur baris mengufuk dalam Jadual Berkala. (a) Semua atom unsur dalam kala yang sama mempunyai bilangan petala berisi elektron yang sama. (b) Terdapat tujuh baris mengufuk: Kala 1 hingga Kala 7. Nombor kala menunjukkan bilangan petala yang berisi elektron. (c) Jadi, atom unsur dalam Kala 2 mempunyai dua petala berisi elektron, manakala atom unsur dalam Kala 3 mempunyai tiga petala berisi elektron. 4 Rajah 4.1 menunjukkan Jadual Berkala Unsur moden. Rajah 4.1 Jadual Berkala Unsur H 1 1 Hidrogen Mg Magnesium 12 24 Li 3 7 Litium Be 4 9 Berilium Na 11 23 Natrium K 19 39 Kalium Cs 55 133Sesium Fr 87 223Fransium Ca 20 40 Kalsium Sc 21 45 Skandium Y 39 89 Ytrium Rb 37 85.5 Rubidium Sr 38 88 Strontium Ti 22 48 Titanium V 23 51 Vanadium Ba 56 137 Barium La 57 139Lantanum Ra 88 226 Radium Cr 24 52 Kromium *Ac 89 227 Aktinium * Zr 40 91 Zirkonium Hf 72 178.5Hafnium Rf 104 261 Ruterfordium Db 105 262 Dubnium Ta 73 181Tantalum Nb 41 93 Niobium Mo 96 42 Molibdenum Mn 25 55 Mangan Tc 43 98 Teknetium W 74 184Tungsten Sg 106 266Siborgium Bh 107 264 Bohrium Re 75 186 Rhenium Fe 26 56 Ferum Co 27 59 Kobalt Ni 28 59 Nikel Pd 46 106 Paladium Ru 44 101 Ruthenium Rh 45 103 Rhodium Os 190 76 Osmium Ir 192 77 Iridium Hs 108 277Hassium Mt 109 268 Meitnerium Pt 195 78 Platinum Ds 110 271 Darmstadtium Rg 111 272 Roentgenium Cu 29 64 Kuprum Ag 47 108 Argentum Au 197 79 Aurum Zn 30 65 Zink Cd 48 112 Kadmium Hg 201 80 Merkuri B 5 11 Boron Al 13 27 Aluminium In 49 115 Indium Ge 32 73 Germanium N 7 14 Nitrogen He 2 4 Helium Ar 18 40 Argon Xe 54 131 Xenon Rn 222 86 Radon Po 209 84 Polonium Se 34 79 Selenium Ga 31 70 Galium Tl 204 81 Talium C 6 12 Karbon Si 14 28 Silikon Sn 50 119 Stanum Pb 207 82 Plumbum P 15 31 Fosforus As 33 75 Arsenik Sb 51 122 Antimoni Bi 209 83 Bismut O 8 16 Oksigen S 16 32 Sulfur Te 52 128 Telurium F 9 19 Fluorin Cl 17 35.5 Klorin Br 35 80 Bromin I 53 127 Iodin At 210 85 Astatin Kr 36 84 Kripton Ce Serium 58 140 Th 90 232 Torium Pr 59 141 Praseodimium Nd 60 144 Neodimium Pm 61 145 Prometium Dy 66 162.5 Disprosium Sm 62 150 Samarium Eu 63 152 Europium Gd 64 157 Gadolinium Tb 65 159 Terbium Ho 67 165 Holmium Er 68 167 Erbium Tm 69 169 Tulium Yb 70 173 Yterbium Lu 71 175 Lutetium Pa 91 231 Protaktinium U 92 238 Uranium Np 93 237 Neptunium Pu 94 244 Plutonium Am 95 243 Amerisium Cm 96 247 Kurium Es 99 252 Einsteinium Cf 98 251 Kalifornium Fm 100 257 Femium Md 101 258 Mendelevium No 102 259 Nobelium Lr 103 262 Lawrensium Bk 97 247 Berkelium Ne 10 20 Neon 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Magnesium Cn 285 112 Kopernisium Logam Siri lantanida Siri aktinida Separuh Logam Bukan logam Kala Kumpulan Unsur Peralihan Og 294 118 Oganesson Lv 292 116 Livermorium Nh 284 113 Nihonium Fl 289 114 Flerovium Mc 288 115 Moscovium Ts 294 117 Tennessine Revisi sukses Kimia.indb 42 28/03/2023 14:38:28 PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

43 Jadual Berkala Unsur TINGKATAN 4 4 TINGKATAN 5 UNIT 15 model kertas SPM Experiment 1.3 5 Kedudukan unsur dalam Jadual Berkala Unsur boleh ditentukan daripada perwakilan piawai unsur tersebut. Contoh: 24 12 Mg (a) Susunan elektron bagi atom magnesium ialah 2.8.2. (b) Atom magnesium mempunyai 2 elektron valens. (c) Oleh itu, magnesium terletak dalam Kumpulan 2. (d) Atom magnesium mempunyai tiga petala berisi elektron. (e) Oleh itu, magnesium terletak dalam Kala 3. Unsur dalam Kumpulan 18 4.3 1 Unsur dalam Kumpulan 18 dikenali sebagai gas adi, gas nadir atau gas monoatom. 2 Kumpulan 18 terdiri daripada enam unsur, iaitu helium (He), neon (Ne), argon (Ar), kripton (Kr), xenon (Xe) dan radon (Rn). 3 Unsur Kumpulan 18 wujud sebagai gas monoatom dan tidak akan menderma, menerima atau berkongsi elektron dengan unsur lain. 4 Gas adi adalah lengai secara kimia kerana petala terluar (valens) di dalam atom telah mencapai susunan elektron duplet yang stabil bagi helium dan susunan elektron oktet yang stabil bagi unsur lain. 1 Susunan elektron bagi atom X ialah 2.8.7. Tentukan kumpulan dan kala bagi unsur X. Atom X mempunyai 7 elektron valens. Jadi, X terletak dalam Kumpulan 17. Atom X mempunyai 3 petala berisi elektron. Jadi, X terletak dalam Kala 3. Unsur X terletak dalam Kumpulan 17, Kala 3. 2 Rajah di bawah menunjukkan susunan elektron bagi atom Z. Z Tentukan kumpulan dan kala bagi atom Z. Atom Z mempunyai 5 elektron valens, jadi Z terletak dalam Kumpulan 15. Atom Z mempunyai 2 petala berisi elektron. Jadi, Z terletak dalam Kala 2. Unsur Z terletak dalam Kumpulan 15, Kala 2. Contoh Atom hidrogen merupakan unsur paling ringkas yang mempunyai satu elektron sahaja, tidak tergolong dalam mana-mana kumpulan. Walau bagaimanapun, ada Jadual Berkala Unsur yang meletakkan hidrogen dalam Kumpulan 1. INFO dinamik • Gas adi – Noble gas • Gas nadir – Inert gas semak cepat 4.2 1 Jadual di bawah menunjukkan bilangan proton dan nombor nukleon bagi atom unsur A dan B. Atom A B Bilangan proton 6 13 Nombor nukleon 12 27 (a) Tulis susunan elektron bagi atom A. Nyatakan kumpulan bagi atom A dalam Jadual Berkala Unsur. Terangkan jawapan anda. (b) Tulis susunan elektron bagi atom B. Nyatakan kala bagi atom B dalam Jadual Berkala Unsur. Terangkan jawapan anda. 2 Berikut ialah perwakilan piawai bagi kalsium dalam Jadual Berkala Unsur. 40 Ca 20 Nyatakan kedudukan kalsium dalam Jadual Berkala Unsur dan terangkan. KBAT Menganalisis Revisi sukses Kimia.indb 43 28/03/2023 14:38:29 PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

44 Jadual Berkala Unsur TINGKATAN 4 4 TINGKATAN 5 UNIT 15 kertas model SPM 5 Jadual 4.2 menunjukkan sifat fizik bagi unsur dalam Kumpulan 18. Jadual 4.2 Sifat fizik unsur Kumpulan 18 Unsur Simbol Nombor proton Susunan elektron Takat lebur (°C) Takat didih (°C) Helium He 2 2 –270 –269 Neon Ne 10 2.8 –248 –246 Argon Ar 18 2.8.8 –189 –186 Kripton Kr 36 2.8.18.8 –156 –152 Xenon Xe 54 2.8.18.18.8 –122 –108 Radon Rn 86 2.8.18.32.18.8 –71 –62 Gas adi tidak berwarna, tidak berbau, tiada rasa dan tidak mudah terbakar di bawah keadaan piawai. INFO dinamik Helium mempunyai dua elektron tetapi menunjukkan sifat gas adi. Maka, helium diletakkan dalam Kumpulan 18. INFO dinamik 6 Menuruni Kumpulan 18: (a) Saiz atom bertambah kerana bilangan elektron dan bilangan petala berisi elektron bertambah. (b) Takat lebur dan takat didih bertambah kerana saiz atom bertambah. Hal ini menyebabkan daya tarikan antara atom semakin kuat, maka semakin banyak tenaga diperlukan untuk mengatasi daya tarikan ini. (c) Ketumpatan semakin meningkat kerana jisim bertambah dengan banyak berbanding dengan isi padu. 7 Jadual 4.3 menunjukkan kegunaan unsur Kumpulan 18. Jadual 4.3 Kegunaan unsur Kumpulan 18 Unsur Kegunaan Helium • Untuk mengisi belon udara • Komponen campuran udara di dalam tangki oksigen yang digunakan oleh penyelam Neon • Untuk mengisi lampu neon di dalam papan iklan Argon • Untuk mengisi mentol • Menyediakan atmosfera lengai untuk kimpalan pada suhu tinggi Kripton • Untuk mengisi lampu kilat di dalam kamera • Digunakan di dalam laser bagi pembedahan mata untuk merawat retina Xenon • Digunakan di dalam lampu rumah api • Digunakan sebagai anestesia (ubat bius) Radon • Digunakan dalam radioterapi untuk memusnahkan sel kanser semak cepat 4.3 1 Tulis susunan elektron bagi neon, Ne. 2 Lukis susunan elektron bagi argon, Ar. KBAT Mengaplikasi 3 Jadual berikut menunjukkan susunan elektron bagi tiga unsur. Unsur A B C Susunan elektron 2.8.1 2.8.7 2.8.8 Unsur manakah ialah gas monoatom? Beri alasan bagi jawapan anda. KBAT Menganalisis Revisi sukses Kimia.indb 44 28/03/2023 14:38:30 PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

45 Jadual Berkala Unsur TINGKATAN 4 4 TINGKATAN 5 UNIT 15 model kertas SPM • Logam alkali – Alkali metal 4.4 Unsur dalam Kumpulan 1 1 Unsur Kumpulan 1 dikenali sebagai logam alkali. 2 Kumpulan 1 terdiri daripada unsur litium (Li), natrium (Na), kalium (K), rubidium (Rb), sesium (Cs) dan fransium (Fr). 3 Logam alkali sangat reaktif terhadap air. Oleh itu, logam alkali mesti disimpan di dalam minyak parafin di dalam botol untuk mengelakkan logam-logam ini daripada bertindak balas dengan wap air di udara. 4 Ketumpatan bagi unsur Kumpulan 1 lebih rendah daripada air. Oleh itu, logam-logam ini boleh terapung di dalam air. 5 Rajah 4.2 menunjukkan sifat fizik bagi unsur Kumpulan 1. i THINK Peta Buih Pepejal kelabu dengan permukaan berkilat Konduktor elektrik dan haba yang baik Takat lebur dan takat didih lebih rendah berbanding dengan logam lain Logam lembut Ketumpatan lebih rendah berbanding dengan air Sifat fizik unsur Kumpulan 1 Rajah 4.2 Sifat fizik unsur Kumpulan 1 6 Jadual 4.4 menunjukkan hubungan antara nombor proton dengan sifat fizik bagi unsur Kumpulan 1. Jadual 4.4 Sifat fizik unsur Kumpulan 1 Unsur Simbol Nombor proton Susunan elektron Takat lebur (°C) Takat didih (°C) Litium Li 3 2.1 186 1 342 Natrium Na 11 2.8.1 98 880 Kalium K 19 2.8.8.1 64 760 Rubidium Rb 37 2.8.18.8.1 39 688 Sesium Cs 55 2.8.18.18.8.1 29 671 Fransium Fr 87 2.8.18.32.18.8.1 27 677 Revisi sukses Kimia.indb 45 28/03/2023 14:38:31 PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

46 Jadual Berkala Unsur TINGKATAN 4 4 TINGKATAN 5 UNIT 15 kertas model SPM 7 Jadual 4.5 menunjukkan perubahan dalam sifat fizik bagi unsur apabila menuruni Kumpulan 1. Jadual 4.5 Perubahan sifat fizik bagi unsur menuruni Kumpulan 1 Sifat Penerangan Saiz atom bertambah Bilangan petala berisi elektron bertambah. Maka, jarak antara petala elektron paling luar (valens) dengan nukleus semakin jauh. Ketumpatan bertambah Jisim molekul relatif semakin bertambah. Takat lebur dan takat didih berkurang Daya tarikan (ikatan logam) antara atom menjadi semakin lemah apabila saiz atom bertambah. Keelektropositifan bertambah Apabila saiz atom bertambah, daya tarikan nukleus terhadap elektron semakin lemah. Oleh itu, lebih mudah bagi unsur tersebut untuk kehilangan elektron. Sifat Kimia Unsur Kumpulan 1 1 Semua atom unsur Kumpulan 1 mempunyai satu elektron valens. Unsur-unsur ini membebaskan satu elektron untuk membentuk ion bercas +1 dan mencapai susunan elektron duplet atau oktet yang stabil seperti yang ditunjukkan oleh persamaan am: M → M+ + e– Jadual 4.6 Pembentukan ion unsur Kumpulan 1 Unsur Penerangan Persamaan Litium Atom litium menderma satu elektron valens untuk membentuk ion litium, Li+ dan mencapai susunan elektron duplet yang stabil. Li → Li+ + e– 2.1 2 Natrium Atom natrium menderma satu elektron valens untuk membentuk ion natrium, Na+ dan mencapai susunan elektron oktet yang stabil. Na → Na+ + e– 2.8.1 2.8 Kalium Atom kalium menderma satu elektron valens untuk membentuk ion kalium, K+ dan mencapai susunan elektron oktet yang stabil. K → K+ + e– 2.8.8.1 2.8.8 2 Unsur-unsur Kumpulan 1 adalah sangat reaktif. Kereaktifan unsur logam alkali bertambah apabila menuruni Kumpulan 1. (a) Saiz atom bertambah, bilangan petala berisi elektron juga bertambah. (b) Jadi, elektron valens dalam petala valens semakin jauh daripada nukleus. (c) Berikutan itu, kekuatan daya tarikan nukleus terhadap elektron valens semakin lemah. (d) Maka, lebih mudah bagi atom untuk melepaskan elektron valens. 3 Berikut merupakan sifat kimia bagi unsur Kumpulan 1: (a) Bertindak balas dengan air untuk menghasilkan alkali dan gas hidrogen. (b) Bertindak balas dengan oksigen untuk menghasilkan oksida logam. (c) Bertindak balas dengan halogen untuk menghasilkan logam halida. • Keelektropositifan – Electropositivity • Daya tarikan nukleus – Nuclear force of attraction Rajah 4.3 Kereaktifan unsur Kumpulan 1 Li Na K Kereaktifan bertambah Revisi sukses Kimia.indb 46 28/03/2023 14:38:31 PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

47 Jadual Berkala Unsur TINGKATAN 4 4 TINGKATAN 5 UNIT 15 model kertas SPM Jadual 4.7 Sifat kimia unsur Kumpulan 1 (A) Logam Kumpulan 1 bertindak balas dengan air untuk menghasilkan alkali dan gas hidrogen Air Logam alkali Unsur Pemerhatian Persamaan kimia Li Bergerak perlahan di atas permukaan air Nyalaan merah dihasilkan 2Li + 2H2 O → 2LiOH + H2 Na Bergerak pantas di atas permukaan air Nyalaan kuning dihasilkan 2Na + 2H2 O → 2NaOH + H2 K Bergerak sangat pantas di atas permukaan air Nyalaan ungu dihasilkan 2K + 2H2 O → 2KOH + H2 (B) Logam Kumpulan 1 bertindak balas dengan oksigen untuk menghasilkan oksida logam Sudu pembakaran Balang gas Gas oksigen Logam alkali terbakar Unsur Pemerhatian Persamaan kimia Li Terbakar dengan perlahan Nyalaan merah dihasilkan Pepejal putih terbentuk 4Li + O2 → 2Li2 O Na Terbakar dengan cerah Nyalaan kuning dihasilkan Pepejal putih terbentuk 4Na + O2 → 2Na2 O K Terbakar dengan sangat cerah Nyalaan ungu dihasilkan Pepejal putih terbentuk 4K + O2 → 2K2 O (C) Logam Kumpulan 1 bertindak balas dengan klorin untuk menghasilkan logam klorida Sudu pembakaran Balang gas Gas klorin Logam alkali terbakar Unsur Pemerhatian Persamaan kimia Li Terbakar dengan perlahan Nyalaan merah dihasilkan Pepejal putih terbentuk 2Li + Cl2 → 2LiCl Na Terbakar dengan cerah Nyalaan kuning dihasilkan Pepejal putih terbentuk 2Na + Cl2 → 2NaCl K Terbakar dengan sangat cerah Nyalaan ungu dihasilkan Pepejal putih terbentuk 2K + Cl2 → 2KCl Tujuan: Mengkaji sifat kimia litium, natrium dan kalium terhadap air. Pernyataan masalah: Bagaimanakah kereaktifan unsur Kumpulan 1 berubah apabila bertindak balas dengan air? Hipotesis: Semakin rendah kedudukan logam alkali dalam Kumpulan 1, semakin tinggi kereaktifan logam alkali terhadap air. Pemboleh ubah: (a) Dimanipulasikan: Logam alkali (b) Bergerak balas: Kereaktifan logam alkali dengan air (c) Dimalarkan: Air, saiz logam alkali Eksperimen 4.1 Revisi sukses Kimia.indb 47 28/03/2023 14:38:34 PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

48 Jadual Berkala Unsur TINGKATAN 4 4 TINGKATAN 5 UNIT 15 kertas model SPM Keputusan: Unsur Pemerhatian Pergerakan di atas air Ujian dengan kertas litmus merah Litium Bergerak perlahan dengan nyalaan merah Kertas litmus merah bertukar kepada biru Natrium Bergerak cepat dan rawak dengan nyalaan kuning Kertas litmus merah bertukar kepada biru Kalium Bergerak sangat cepat dan rawak dengan nyalaan ungu Kertas litmus merah bertukar kepada biru Perbincangan: 1 Logam alkali bertindak balas dengan air dengan menyesarkan hidrogen di dalam air untuk menghasilkan larutan akueus logam hidroksida dan gas hidrogen. 2Li + 2H2 O → 2LiOH + H2 2Na + 2H2 O → 2NaOH + H2 2K + 2H2 O → 2KOH + H2 Kereaktifan bertambah menuruni kumpulan 2 Logam hidroksida ialah alkali. Maka, apabila dicelup ke dalam larutan akueus, kertas litmus merah bertukar kepada biru. Radas: Besen, pisau lipat, forseps Bahan: Ketulan kecil litium, natrium dan kalium, air suling, kertas turas, kertas litmus merah Prosedur: Air Litium 1 Litium dipotong kepada saiz kecil dengan menggunakan pisau lipat dan forseps. 2 Minyak pada permukaan litium dikeringkan dengan kertas turas. 3 Litium diletakkan perlahan-lahan ke atas permukaan air di dalam besen. 4 Apabila tindak balas selesai, larutan diuji dengan menggunakan kertas litmus merah. 5 Pemerhatian direkodkan. 6 Langkah 1 hingga 5 diulang dengan menggunakan natrium dan kalium untuk menggantikan litium. Kesimpulan: Logam Kumpulan 1 bertindak balas dengan air. Semakin rendah kedudukan logam alkali dalam Kumpulan 1, semakin tinggi kereaktifan logam alkali terhadap air. 2M + H2 O → 2MOH + H2 M = Unsur Kumpulan 1 Tujuan: Mengkaji sifat kimia litium, natrium dan kalium terhadap gas oksigen. Pernyataan masalah: Bagaimanakah kereaktifan unsur Kumpulan 1 berubah apabila bertindak balas dengan gas oksigen? Hipotesis: Semakin rendah kedudukan logam alkali dalam Kumpulan 1, semakin tinggi kereaktifan logam alkali terhadap gas oksigen. Pemboleh ubah: (a) Dimanipulasikan: Logam alkali (b) Bergerak balas: Kereaktifan logam alkali dengan gas oksigen (c) Dimalarkan: Gas oksigen, saiz logam alkali Radas: Balang gas dengan penutup, sudu balang gas, pisau lipat, forseps, penunu Bunsen Bahan: Ketulan kecil litium, natrium dan kalium, gas oksigen, air suling, kertas turas, kertas litmus merah Eksperimen 4.2 Revisi sukses Kimia.indb 48 28/03/2023 14:38:36 PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

49 Jadual Berkala Unsur TINGKATAN 4 4 TINGKATAN 5 UNIT 15 model kertas SPM 1 Litium dipotong kepada saiz kecil dengan menggunakan pisau lipat dan forseps. 2 Minyak pada permukaan litium dikeringkan dengan kertas turas. 3 Litium diletakkan di atas sudu balang gas dan dipanaskan sehingga terbakar. 4 Litium terbakar dimasukkan dengan cepat ke dalam balang gas yang berisi gas oksigen. 5 Apabila tindak balas selesai, 10.0 cm3 air ditambahkan ke dalam balang gas dan digoncang untuk melarutkan sebatian yang terhasil. 6 Larutan diuji dengan menggunakan kertas litmus merah. 7 Pemerhatian direkodkan. 8 Langkah 1 hingga 7 diulang dengan menggunakan natrium dan kalium untuk menggantikan litium. Prosedur: Balang gas Litium terbakar Gas oksigen Sudu balang gas Keputusan: Unsur Pemerhatian Kecerahan nyalaan Keterlarutan di dalam air Perubahan warna kertas litmus Litium Terbakar perlahan dengan nyalaan merah Pepejal putih larut di dalam air untuk membentuk larutan tidak berwarna Kertas litmus merah bertukar kepada biru Natrium Terbakar cepat dengan nyalaan kuning Pepejal putih larut di dalam air untuk membentuk larutan tidak berwarna Kertas litmus merah bertukar kepada biru Kalium Terbakar cergas dengan nyalaan ungu Pepejal putih larut di dalam air untuk membentuk larutan tidak berwarna Kertas litmus merah bertukar kepada biru Perbincangan: 1 Logam alkali bertindak balas dengan gas oksigen (melalui pembakaran) untuk menghasilkan pepejal putih oksida logam. 4Li + O2 → 2Li2 O 4Na + O2 → 2Na2 O 4K + O2 → 2K2 O Kereaktifan bertambah menuruni kumpulan 2 Oksida logam larut di dalam air untuk menghasilkan larutan alkali yang menukarkan kertas litmus merah kepada biru. Li2 O + 2H2 O → 2LiOH + H2 Na2 O + 2H2 O → 2NaOH + H2 K2 O + 2H2 O → 2KOH + H2 Kesimpulan: Logam Kumpulan 1 bertindak balas dengan air. Semakin rendah kedudukan logam alkali dalam Kumpulan 1, semakin tinggi kereaktifan logam alkali terhadap air. 4M + O2 → 2M2 O M = Unsur Kumpulan 1 Revisi sukses Kimia.indb 49 28/03/2023 14:38:37 PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

50 Jadual Berkala Unsur TINGKATAN 4 4 TINGKATAN 5 UNIT 15 kertas model SPM Eksperimen 4.3 Prosedur: Sudu balang gas Balang gas Gas klorin Litium terbakar 1 Litium dipotong kepada saiz kecil dengan menggunakan pisau lipat dan forseps. 2 Minyak pada permukaan litium dikeringkan dengan kertas turas. 3 Litium diletakkan di atas sudu balang gas dan dipanaskan sehingga terbakar. 4 Litium terbakar dimasukkan dengan cepat ke dalam balang gas yang berisi gas klorin. 5 Pemerhatian direkodkan. 6 Langkah 1 hingga 5 diulang dengan menggunakan natrium dan kalium untuk menggantikan litium. Keputusan: Unsur Pemerhatian Litium Terbakar perlahan dengan nyalaan merah untuk menghasilkan pepejal putih Natrium Terbakar cepat dengan nyalaan kuning untuk menghasilkan pepejal putih Kalium Terbakar sangat cepat dengan nyalaan ungu untuk menghasilkan pepejal putih Tujuan: Mengkaji sifat kimia litium, natrium dan kalium terhadap gas klorin. Pernyataan masalah: Bagaimanakah kereaktifan unsur Kumpulan 1 berubah apabila bertindak balas dengan gas klorin? Hipotesis: Semakin rendah kedudukan logam alkali dalam Kumpulan 1, semakin tinggi kereaktifan logam alkali terhadap gas klorin. Pemboleh ubah: (a) Dimanipulasikan: Logam alkali (b) Bergerak balas: Kereaktifan logam alkali dengan gas klorin (c) Dimalarkan: Gas klorin, saiz logam alkali Radas: Balang gas dengan penutup, sudu balang gas, pisau lipat, forseps, penunu Bunsen Bahan: Ketulan kecil litium, natrium dan kalium, gas klorin, air suling, kertas turas Perbincangan: 1 Logam alkali bertindak balas dengan gas klorin untuk menghasilkan pepejal putih logam klorida (logam halida). 2Li + Cl2 → 2LiCl 2Na + Cl2 → 2NaCl 2K + Cl2 → 2KCl Kereaktifan bertambah menuruni kumpulan 2 Jika gas bromin digunakan untuk menggantikan gas klorin, gas perang bromin akan dinyahwarnakan dan pepejal putih logam bromida akan terhasil. 2Li + Br2 → 2LiBr 2Na + Br2 → 2NaBr 2K + Br2 → 2KBr Kereaktifan bertambah menuruni kumpulan 3 Begitu juga, jika wap iodin digunakan, wap iodin berwarna ungu akan dinyahwarnakan dan pepejal putih logam iodida akan terhasil. Kesimpulan: Logam Kumpulan 1 bertindak balas dengan gas klorin. Semakin rendah kedudukan logam alkali dalam Kumpulan 1, semakin tinggi kereaktifan logam alkali terhadap gas klorin. 2M + Cl2 → MCl M = Unsur Kumpulan 1 Revisi sukses Kimia.indb 50 28/03/2023 14:38:39 PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

51 Jadual Berkala Unsur TINGKATAN 4 4 TINGKATAN 5 UNIT 15 model kertas SPM Unsur dalam Kumpulan 17 4.5 1 Unsur Kumpulan 17 merupakan unsur bukan logam yang dikenali sebagai halogen. 2 Terdapat enam unsur dalam Kumpulan 17, iaitu fluorin (F), klorin (Cl), bromin (Br), iodin (I), astatin (At) dan tennessine (Ts). 3 Halogen tidak boleh mengkonduksikan haba dan elektrik dalam semua keadaan. 4 Gas fluorin, klorin dan bromin adalah sangat beracun. 5 Oleh itu, eksperimen yang melibatkan gas-gas ini mesti dijalankan di dalam kebuk wasap. 6 Unsur kumpulan 17 wujud sebagai molekul dwiatom iaitu F2 , Cl2 , Br2 , I2 dan At2 . 7 Unsur Kumpulan 17 mempunyai keelektronegatifan yang tinggi. Keelektronegatifan bermaksud, kecenderungan sesuatu unsur untuk menarik elektron. 8 Jadual 4.8 menunjukkan perubahan dalam sifat fizik unsur apabila menuruni Kumpulan 17. • Molekul dwiatom – Diatomic molecule • Keelektronegatifan – Electronegativity Jadual 4.8 Sifat fizik unsur menuruni Kumpulan 17 Sifat fizik Penerangan Saiz atom bertambah Bilangan elektron dan bilangan petala berisi elektron bertambah. Maka, jarak di antara petala elektron terluar dengan nukleus adalah semakin jauh. Ketumpatan bertambah Jisim molekul relatif bertambah. Takat didih dan takat lebur bertambah Semakin bertambah saiz atom, semakin kuat daya tarikan antara molekul. Maka, lebih banyak haba diperlukan untuk mengatasi daya tarikan antara molekul. Keelektronegatifan berkurang Semakin bertambah saiz atom, daya tarikan nukleus terhadap elektron menjadi semakin lemah. Oleh itu, kecenderungan unsur untuk menarik elektron semakin berkurang. Keadaan fizikal Pada suhu bilik, fluorin dan klorin ialah gas, bromin ialah cecair dan iodin ialah pepejal. Warna unsur semakin gelap Fluorin ialah gas tidak berwarna, klorin ialah gas kuning kehijauan, bromin ialah cecair perang gelap dan iodin ialah pepejal hitam keunguan. semak cepat 4.4 Berikut merupakan tiga unsur dalam Jadual Berkala Unsur. 23 11Na 7 Li 3 39 19 K (a) Li, Na dan K terletak dalam kumpulan yang sama dalam Jadual Berkala Unsur. Nyatakan kumpulan bagi unsur-unsur tersebut dan beri alasan. (b) Litium bertindak balas dengan gas oksigen untuk menghasilkan oksida logam. Tulis persamaan kimia bagi tindak balas antara litium dengan oksigen. (c) Natrium lebih reaktif terhadap oksigen berbanding dengan litium. Jelaskan mengapa. KBAT Menganalisis Revisi sukses Kimia.indb 51 28/03/2023 14:38:40 PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

52 Jadual Berkala Unsur TINGKATAN 4 4 TINGKATAN 5 UNIT 15 kertas model SPM Sifat Kimia Unsur Kumpulan 17 1 Semua atom dalam Kumpulan 17 mempunyai tujuh elektron valens. Setiap unsur menerima satu elektron untuk membentuk ion bercas -1 bagi mencapai susunan elektron oktet yang stabil seperti yang ditunjukkan oleh persamaan am: X + e – → X– Jadual 4.9 Pembentukan ion unsur Kumpulan 17 Unsur Penerangan Persamaan Fluorin Atom fluorin menerima satu elektron untuk membentuk ion fluorida, F– bagi mencapai susunan elektron oktet yang stabil. F + e– → F– 2.7 2.8 Klorin Atom klorin menerima satu elektron untuk membentuk ion klorida, Cl– bagi mencapai susunan elektron oktet yang stabil. Cl + e– → Cl– 2.8.7 2.8.8 2 Kereaktifan unsur halogen berkurang apabila menuruni Kumpulan 17: (a) Saiz atom bertambah. (b) Jadi, elektron valens pada petala terluar semakin jauh daripada nukleus. (c) Berikutan itu, kekuatan daya tarikan nukleus terhadap elektron valens menjadi semakin lemah. (d) Maka, lebih sukar bagi atom untuk menerima elektron. 3 Berikut ialah sifat kimia bagi unsur Kumpulan 17: (a) Bertindak balas dengan air untuk menghasilkan larutan berasid. (b) Bertindak balas dengan logam seperti ferum untuk menghasilkan logam halida. (c) Bertindak balas dengan larutan beralkali untuk menghasilkan halida logam, halat logam dan air. Jadual 4.10 Sifat kimia unsur Kumpulan 17 (A) Halogen bertindak balas dengan air untuk menghasilkan larutan berasid Asid hidroklorik pekat Air suling Hablur kalium manganat(VII) CI2 Cecair bromin Air suling Air suling Hablur iodin Halogen Pemerhatian Persamaan kimia Cl2 Larut dengan cepat di dalam air Larutan kuning cair terbentuk Larutan mengubah kertas litmus biru kepada merah dengan sangat cepat dan kemudian dilunturkan Cl2 + H2 O HCl + HOCl Br2 Larut dengan perlahan di dalam air Larutan perang terbentuk Larutan mengubah kertas litmus biru kepada merah dengan cepat dan kemudian dilunturkan Br2 + H2 O HBr + HOBr I2 Larut sedikit di dalam air Larutan perang terbentuk Larutan mengubah kertas litmus biru kepada merah dengan cepat tetapi tidak dilunturkan I2 + H2 O HI + HOI Br Kereaktifan berkurang Cl F Rajah 4.4 Kereaktifan unsur Kumpulan 17 Revisi sukses Kimia.indb 52 28/03/2023 14:38:41 PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

53 Jadual Berkala Unsur TINGKATAN 4 4 TINGKATAN 5 UNIT 15 model kertas SPM (B) Halogen bertindak balas dengan besi untuk menghasilkan logam halida Soda Wul besi kapur Panaskan Asid hidroklorik pekat Hablur kalium manganat(VII) CI2 Soda Wul besi kapur Panaskan Cecair bromin Panaskan Soda Wul besi kapur Panaskan Hablur iodin Panaskan Halogen Pemerhatian Persamaan kimia Cl2 Wul besi terbakar dengan nyalaan sangat cerah Pepejal perang terbentuk 2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3 Br2 Wul besi terbakar dengan nyalaan cerah Pepejal perang terbentuk 2Fe + 3Br2 → 2FeBr3 I2 Wul besi berbara dengan perlahan Pepejal perang terbentuk 2Fe + 3I2 → 2FeI3 (C) Halogen bertindak balas dengan NaOH untuk menghasilkan garam dan air Larutan natrium hidroksida Asid hidroklorik pekat Hablur kalium manganat(VII) CI2 Cecair bromin Larutan natrium hidroksida Larutan natrium hidroksida Hablur iodin Halogen Pemerhatian Persamaan kimia Cl2 Gas hijau klorin larut dengan sangat cepat di dalam larutan natrium hidroksida Larutan tidak berwarna terbentuk Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaOCl + H2 O Br2 Cecair perang bromin larut dengan cepat di dalam larutan natrium hidroksida Larutan tidak berwarna terbentuk Br2 + 2NaOH → NaBr + NaOBr + H2 O I2 Hablur hitam keunguan iodin larut dengan perlahan di dalam larutan natrium hidroksida Larutan tidak berwarna terbentuk I2 + 2NaOH → NaI + NaOI + H2 O semak cepat 4.5 1 Berikut merupakan dua unsur Kumpulan 17 dalam Jadual Berkala Unsur. 19 9 F 35 CI 17 Bandingkan takat didih antara fluorin dengan klorin. Terangkan perbezaan tersebut. KBAT Menilai 2 Rajah berikut menunjukkan susunan radas bagi tindak balas antara klorin dengan wul besi panas untuk menghasilkan ferum(II) halida. Panaskan Klorin Wul besi Natrium hidroksida untuk menyerap klorin (a) Tulis persamaan kimia bagi tindak balas itu. (b) Nyatakan dua pemerhatian bagi tindak balas itu. KBAT Menganalisis Revisi sukses Kimia.indb 53 28/03/2023 14:38:44 PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

54 Jadual Berkala Unsur TINGKATAN 4 4 TINGKATAN 5 UNIT 15 kertas model SPM 4.6 Unsur dalam Kala 3 1 Kala 3 terdiri daripada lapan unsur, iaitu natrium (Na), magnesium (Mg), aluminium (Al), silikon (Si), fosforus (P), sulfur (S), klorin (Cl) dan argon (Ar). Kala 3 Na Mg AI Si P S CI Ar Rajah 4.5 Kala 3 dalam Jadual Berkala Unsur 2 Berikut merupakan perubahan sifat bagi unsur merentasi Kala 3 dari kiri ke kanan: (a) Saiz atom berkurang Saiz atom berkurang Na 2.8.1 Mg 2.8.2 Al 2.8.3 Si 2.8.4 P 2.8.5 S 2.8.6 Cl 2.8.7 Ar 2.8.8 Rajah 4.6 Saiz atom unsur merentasi Kala 3 (i) Semua atom unsur dalam Kala 3 mempunyai tiga petala berisi elektron, tetapi nombor proton bertambah satu unit apabila merentasi kala. (ii) Apabila bilangan proton bertambah, cas nukleus atom bertambah. Jadi, daya tarikan nukleus terhadap elektron dalam petala bertambah. (iii) Oleh itu, elektron valens ditarik ke arah nukleus. (b) Keelektronegatifan bertambah (i) Saiz atom yang semakin kecil menyebabkan pertambahan daya tarikan nukleus terhadap elektron. (ii) Berikutan itu, atom yang lebih kecil mempunyai kecenderungan yang lebih tinggi untuk menarik elektron. (iii) Oleh itu, keelektronegatifan bertambah. (c) Takat lebur dan takat didih bertambah kemudian berkurang (i) Takat lebur dan takat didih unsur meningkat dari kiri ke tengah kala dan kemudian menurun. (ii) Natrium, magnesium dan aluminium mempunyai takat lebur dan takat didih yang tinggi kerana unsur-unsur ini merupakan logam yang mempunyai ikatan logam yang kuat antara atom logam. (iii) Silikon mempunyai takat lebur dan takat didih yang sangat tinggi kerana ikatan kovalen yang kuat antara atom. (iv) Fosforus, sulfur, klorin dan argon mempunyai takat lebur dan takat didih yang rendah kerana unsur-unsur ini merupakan unsur bukan logam yang mempunyai ikatan van der Waals yang lemah antara molekul. (d) Perubahan sifat kelogaman unsur Kala 3 ditunjukkan dalam Jadual 4.11. Jadual 4.11 Sifat kelogaman unsur Kala 3 Unsur Na Mg Al Si P S Cl Sifat kelogaman Logam Separa logam Bukan logam Revisi sukses Kimia.indb 54 28/03/2023 14:38:45 PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

55 Jadual Berkala Unsur TINGKATAN 4 4 TINGKATAN 5 UNIT 15 model kertas SPM 3 Jadual 4.12 menunjukkan sifat kimia bagi oksida unsur Kala 3. Jadual 4.12 Sifat kimia oksida unsur Kala 3 Unsur Na Mg Al Si P S Cl Ciri oksida Oksida bes Oksida amfoterik Oksida asid Penerangan Oksida bes bertindak balas dengan asid untuk menghasilkan garam dan air. Contoh: Natrium oksida bertindak balas dengan asid hidroklorik untuk menghasilkan natrium klorida (garam) dan air. Oksida amfoterik bertindak balas dengan asid atau alkali untuk menghasilkan garam dan air. Contoh: Aluminium oksida bertindak balas dengan asid dan alkali untuk menghasilkan garam dan air. Oksida asid bertindak balas dengan alkali untuk menghasilkan garam dan air. Contoh: Sulfur trioksida bertindak balas dengan natrium hidroksida untuk menghasilkan natrium sulfat (garam) dan air. Persamaan kimia Na2 O + H2 O → 2NaOH Na2 O + 2HCl → 2NaCl + H2 O MgO + 2HCl → MgCl2 + H2 O Al2 O3 + 6HNO3 → 2Al(NO3 ) 3 + 3H2 O Al2 O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2 O SO3 + 2NaOH → Na2 SO4 + H2 O SiO2 + 2NaOH → Na2 SiO3 + H2 O P4 O10 + 12NaOH → 4Na3 PO4 + 6H2 O Contoh Nombor proton bagi natrium ialah 11, manakala nombor proton bagi sulfur ialah 16. Banding dan terangkan keelektronegatifan antara atom natrium dengan atom sulfur. KBAT Menilai Sulfur lebih elektronegatif daripada natrium. Susunan elektron bagi atom natrium ialah 2.8.1, manakala bagi atom sulfur ialah 2.8.6. Bilangan proton dalam nukleus atom sulfur lebih daripada atom natrium. Berikutan itu, daya tarikan nukleus terhadap elektron dalam atom sulfur lebih kuat berbanding dengan atom natrium. Maka, atom sulfur mempunyai kecenderungan yang lebih tinggi untuk menarik elektron berbanding dengan atom natrium. Tujuan: Mengkaji sifat kimia oksida unsur apabila merentasi Kala 3. Pernyataan masalah: Bagaimanakah sifat kimia oksida unsur berubah apabila merentasi Kala 3? Hipotesis: Merentasi Kala 3, sifat kimia oksida unsur berubah daripada bes kepada amfoterik kemudian asid. Pemboleh ubah: (a) Dimanipulasikan: Oksida unsur Kala 3 (b) Bergerak balas: Sifat asid dan bes oksida unsur (c) Dimalarkan: Isi padu air, asid nitrik dan larutan natrium hidroksida Radas: Tabung uji, pemegang tabung uji, getah penyumbat, tabung didih, silinder penyukat, penitis, penunu Bunsen, rod kaca Bahan: Natrium oksida, Na2 O, magnesium oksida, MgO, aluminium oksida, Al2 O3 , silikon(IV) oksida, SiO2 , fosforus(V) oksida, P4 O10, sulfur dioksida, SO2 , diklorin heptoksida, Cl2 O7 , larutan asid nitrik dan natrium hidroksida, NaOH 2.0 mol dm–3, air suling, penunjuk semesta Eksperimen 4.4 Revisi sukses Kimia.indb 55 28/03/2023 14:38:46 PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

56 Jadual Berkala Unsur TINGKATAN 4 4 TINGKATAN 5 UNIT 15 kertas model SPM Prosedur: (A) Tindak balas antara oksida unsur Kala 3 dengan air 1 10 cm3 air suling diukur dan dituangkan ke dalam tabung uji. 2 Sedikit natrium oksida dimasukkan ke dalam tabung uji. 3 Campuran digoncangkan. 4 Tiga titik penunjuk semesta ditambahkan ke dalam campuran dengan menggunakan penitis. 5 Warna campuran diperhatikan dan nilai pH direkodkan. 6 Langkah 1 hingga 5 diulang dengan menggunakan magnesium oksida, aluminium oksida, silikon(IV) oksida, fosforus(V) oksida, sulfur dioksida dan diklorin heptoksida untuk menggantikan natrium oksida. (B) Tindak balas antara oksida unsur Kala 3 dengan larutan natrium hidroksida dan asid nitrik 1 Serbuk natrium oksida dimasukkan ke dalam dua tabung didih yang berlainan. 2 5.0 cm3 natrium hidroksida 2.0 mol dm–3 diukur dan dimasukkan ke dalam tabung didih pertama. 3 5.0 cm3 asid nitrik 2.0 mol dm–3 diukur dan dimasukkan ke dalam tabung didih kedua. 4 Kedua-dua tabung didih dipanaskan secara perlahan dan dikacau dengan rod kaca. 5 Keterlarutan oksida di dalam kedua-dua larutan diperhatikan dan pemerhatian direkodkan. 6 Langkah 1 hingga 5 diulang menggunakan magnesium oksida, aluminium oksida, silikon(IV) oksida, fosforus(V) oksida, sulfur dioksida dan diklorin heptoksida untuk menggantikan natrium oksida. Keputusan: (A) Tindak balas antara oksida unsur Kala 3 dengan air Oksida Pemerhatian Keterlarutan di dalam air Nilai pH Na2 O Pepejal putih larut di dalam air 14 MgO Pepejal putih larut sedikit di dalam air 9 Al2 O3 Tidak larut di dalam air – SiO2 Tidak larut di dalam air – P4 O10 Pepejal putih larut di dalam air 2 – 3 SO2 Pepejal putih larut di dalam air 2 – 3 Cl2 O7 Pepejal putih larut di dalam air 1 (B) Tindak balas antara oksida unsur Kala 3 dengan larutan natrium hidroksida dan asid nitrik Oksida Pemerhatian Tindak balas dengan NaOH Tindak balas dengan HNO3 Na2 O Tiada perubahan Pepejal putih larut untuk menghasilkan larutan tidak berwarna MgO Tiada perubahan Pepejal putih larut untuk menghasilkan larutan tidak berwarna Al2 O3 Pepejal putih larut untuk menghasilkan larutan tidak berwarna Pepejal putih larut untuk menghasilkan larutan tidak berwarna SiO2 Pepejal putih larut untuk menghasilkan larutan tidak berwarna Tiada perubahan P4 O10 Pepejal putih larut untuk menghasilkan larutan tidak berwarna Tiada perubahan SO2 Pepejal putih larut untuk menghasilkan larutan tidak berwarna Tiada perubahan Cl2 O7 Pepejal putih larut untuk menghasilkan larutan tidak berwarna Tiada perubahan Revisi sukses Kimia.indb 56 28/03/2023 14:38:47 PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

57 Jadual Berkala Unsur TINGKATAN 4 4 TINGKATAN 5 UNIT 15 model kertas SPM Kegunaan Unsur Separa Logam 1 Unsur separa logam yang paling banyak digunakan ialah silikon dan germanium. 2 Silikon ialah unsur bukan logam dan konduktor haba yang lemah. Silikon dicampur dengan unsur-unsur lain seperti boron atau fosforus untuk meningkatkan kekonduksian elektrik. Campuran unsur-unsur ini disebut sebagai semikonduktor. 3 Semikonduktor digunakan untuk membuat diod, transistor dan komponen elektrik lain yang digunakan untuk membuat mikrocip. Mikrocip adalah sangat penting dalam industri mikroelektronik. semak cepat 4.6 Jadual di bawah menunjukkan simbol bagi unsur dalam Kala 3. Unsur Na Mg S Cl Susunan elektron 2.8.1 2.8.2 2.8.6 2.8.7 (a) Mengapakah unsur-unsur ini terletak dalam kala yang sama? (b) Unsur manakah yang paling elektronegatif? (c) Susun unsur-unsur di atas dalam urutan menaik saiz jejari atom. Terangkan jawapan anda. KBAT Menganalisis 4.7 Unsur Peralihan 1 Unsur peralihan merupakan unsur-unsur dalam blok yang terletak di antara Kumpulan 2 dan Kumpulan 13 dalam Jadual Berkala Unsur. 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Unsur peralihan Rajah 4.8 Unsur peralihan dalam Jadual Berkala Unsur • Separa logam – Semi-metals • Unsur peralihan – Transition elements Perbincangan: 1 Oksida logam bersifat bes. Oksida logam bertindak balas dengan asid untuk menghasilkan garam dan air. Na2 O + 2HNO3 → 2NaNO3 + H2 O MgO + 2HNO3 → Mg(NO3 ) 2 + H2 O 2 Aluminium oksida bersifat amfoterik. Aluminium oksida boleh bertindak balas dengan asid dan juga alkali. Al2 O3 + 6HNO3 → 2Al(NO3 ) 3 + 3H2 O Al2 O3 + 2NaOH + 3H2 O → 2NaAl(OH)4 Natrium aluminat Contoh lain bagi oksida amfoterik ialah plumbum(II) oksida, PbO dan stanum(II) oksida, SnO. 3 Oksida bukan logam bersifat asid. Oksida bukan logam bertindak balas dengan alkali untuk menghasilkan garam dan air. SiO2 + 2NaOH → Na2 SiO + H2 O P4 O10 + 12NaOH → 4Na3 PO4 + 6H2 O SO2 + 2NaOH → Na2 SO3 + H2 O Kesimpulan: Merentasi Kala 3, sifat kimia bagi oksida unsur berubah daripada bes, amfoterik kepada asid. Revisi sukses Kimia.indb 57 28/03/2023 14:38:48 PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

58 Jadual Berkala Unsur TINGKATAN 4 4 TINGKATAN 5 UNIT 15 kertas model SPM 2 Rajah 4.9 menunjukkan sifat fizik bagi unsur peralihan. i THINK Peta Buih Sifat fizik unsur peralihan Takat lebur dan takat didih tinggi Ketumpatan tinggi Keras, mulur dan boleh tempa Konduktor haba dan elektrik yang baik Permukaan berkilat Kekuatan tegangan tinggi Rajah 4.9 Sifat fizik unsur peralihan 3 Jadual 4.13 menunjukkan empat ciri istimewa unsur peralihan. Jadual 4.13 Ciri-ciri istimewa unsur peralihan Ciri istimewa Penerangan Berguna sebagai mangkin dalam industri Mangkin ialah bahan yang mempercepat kadar tindak balas tanpa berubah secara kimia pada akhir tindak balas. Kebanyakan mangkin merupakan unsur peralihan. Contoh mangkin dan proses yang menggunakannya: (i) Serbuk besi – Proses Haber untuk membuat ammonia (ii) Vanadium(V) oksida – Proses sentuh untuk membuat asid sulfurik (iii) Nikel – Penghidrogenan untuk menghasilkan marjerin (iv) Platinum – Proses Ostwald untuk membuat asid nitrik Membentuk sebatian berwarna Warna larutan akueus bagi ion unsur peralihan adalah seperti berikut: Unsur peralihan Formula ion Warna larutan akueus Ferum(II) klorida Fe2+ Hijau Ferum(III) klorida Fe3+ Perang Kuprum(II) sulfat Cu2+ Biru Kobalt(II) karbonat Co2+ Merah jambu Kromium Cr3+ Hijau Kalium kromat CrO4 2– Kuning Kalium dikromat(VI) Cr2 O7 2– Jingga Mangan(II) klorida Mn2+ Merah jambu Batuan berharga atau permata mempunyai warna kerana terdapat unsur peralihan dalam sebatiannya. Permata Unsur peralihan Warna Batu nilam Ferum dan titanium Biru Batu delima Kromium Merah Batu zamrud Kromium Hijau Batu kecubung Mangan Ungu Revisi sukses Kimia.indb 58 28/03/2023 14:38:48 PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

59 Jadual Berkala Unsur TINGKATAN 4 4 TINGKATAN 5 UNIT 15 model kertas SPM Ciri istimewa Penerangan Mempunyai lebih daripada satu nombor pengoksidaan Nombor pengoksidaan bagi unsur peralihan dalam sebatian adalah seperti berikut: Unsur peralihan Sebatian ion Ion Nombor pengoksidaan Kuprum Kuprum(I) klorida Kuprum(II) klorida Cu+ Cu2+ +1 +2 Ferum Ferum(II) sulfat Ferum(III) klorida Fe2+ Fe3+ +2 +3 Nikel Nikel(II) sulfat Nikel(III) klorida Ni2+ Ni3+ +2 +3 Membentuk ion kompleks Ion kompleks ialah kation atau anion poliatom yang terdiri daripada ion logam di tengah, dengan kumpulan lain terikat kepada ion logam tersebut. Contohnya, heksasianoferat. N N C C C C C C N N N N Ion logam, Fe Fe 2+ Ion sianida, CN– 3– Contoh ion kompleks yang terbentuk daripada unsur peralihan: Unsur peralihan Ion kompleks Formula ion Ferum Heksasianoferat(II) [Fe(CN)6 ]4– Heksasianoferat(III) [Fe(CN)6 ]3– Kuprum Tetraaminakuprum(II) [Cu(NH3 ) 4 ]2+ Kobalt Heksaakuakobalt(II) [Co(H2 O)6 ]2+ semak cepat 4.7 1 Nyatakan empat ciri istimewa bagi unsur peralihan. 2 Beri tiga kegunaan unsur peralihan dalam industri. Kegunaan Unsur Peralihan 1 Selain digunakan sebagai mangkin dalam industri, terdapat banyak lagi kegunaan unsur peralihan dalam kehidupan kita. 2 Jadual 4.14 menunjukkan beberapa kegunaan unsur peralihan. Jadual 4.14 Kegunaan unsur peralihan Unsur peralihan Kegunaan Mangan Untuk membuat kaca berwarna Ferum Untuk membuat jambatan Titanium Untuk membuat cat dan enjin kapal terbang Kuprum Digunakan dalam sistem perpaipan dan bertindak sebagai konduktor elektrik Vanadium Untuk membuat gear dan aci engkol Revisi sukses Kimia.indb 59 28/03/2023 14:38:49 PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

60 Jadual Berkala Unsur TINGKATAN 4 4 TINGKATAN 5 UNIT 15 kertas model SPM Praktis SPM 4 1 Jadual 1 menunjukkan susunan elektron bagi unsur W, X, Y dan Z. Unsur W X Y Z Susunan elektron 2.2 2.6 2.8.3 2.8.8 Jadual 1 Unsur manakah merupakan logam? I Unsur W III Unsur Y II Unsur X IV Unsur Z A I dan II C II dan IV B I dan III D III dan IV 2 Unsur A, B, C dan D mempunyai susunan nombor proton yang berturutan di dalam Jadual Berkala Unsur. Apakah susunan elektron bagi atom D jika unsur A boleh membentuk oksida amfoterik? A 2.8.3 C 2.8.7 B 2.8.6 D 2.8.8 3 Rajah 1 menunjukkan beberapa unsur dalam Jadual Berkala Unsur. W, X, Y dan Z tidak mewakili simbol unsur yang sebenar. W X Y Z Rajah 1 Unsur manakah yang wujud sebagai molekul dwiatom? A Unsur W C Unsur Y B Unsur X D Unsur Z 4 Unsur X terletak dalam kumpulan yang sama dengan magnesium dalam Jadual Berkala Unsur. Antara yang berikut, yang manakah merupakan ciri bagi X? A Tidak boleh mengkonduksikan elektrik dalam semua keadaan B Mempunyai lebih daripada satu nombor pengoksidaan C Takat lebur dan takat didih yang tinggi D Membentuk sebatian berwarna 5 Rajah 2 menunjukkan simbol bagi unsur Y. 24 12 Y Rajah 2 Apakah kumpulan dan kala bagi unsur Y dalam Jadual Berkala Unsur? A Kumpulan 2, Kala 2 B Kumpulan 2, Kala 3 C Kumpulan 12, Kala 2 D Kumpulan 12, Kala 3 6 Antara unsur berikut, yang manakah larut di dalam air untuk menghasilkan larutan beralkali? I Natrium III Kalium II Klorin IV Sulfur A I dan II C II dan IV B I dan III D III dan IV 7 Rajah 3 menunjukkan dua unsur daripada Kala 3. A B Rajah 3 Antara yang berikut, yang manakah benar tentang sifat bagi unsur A dan unsur B? A Keelektronegatifan atom A adalah lebih tinggi daripada atom B B Jisim atom relatif atom A adalah lebih tinggi daripada atom B C Bilangan proton atom A adalah lebih banyak daripada atom B D Saiz jejari atom A adalah lebih kecil daripada atom B Arahan: Jawab semua soalan. Kertas 1 Revisi sukses Kimia.indb 60 28/03/2023 14:38:55 PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

61 Jadual Berkala Unsur TINGKATAN 4 4 TINGKATAN 5 UNIT 15 model kertas SPM Bahagian A 1 Rajah 1 menunjukkan Jadual Berkala Unsur. 1 18 1 2 13 14 15 16 17 2 P Q 3 R S 4 T U 5 Rajah 1 (a) Apakah nama bagi baris melintang di dalam Jadual berkala Unsur? [1 markah] (b) Nyatakan kedudukan unsur P dalam Jadual Berkala Unsur. [1 markah] (c) Unsur manakah merupakan unsur peralihan? [1 markah] (d) Tulis formula bagi ion yang terbentuk daripada atom Q. [1 markah] (e) Nyatakan dua unsur yang mempunyai sifat kimia yang serupa. Terangkan jawapan anda. KBAT Menilai [2 markah] (f ) (i) Unsur manakah ialah gas monoatom? [1 markah] (ii) Beri dua sebab bagi jawapan anda. [2 markah] 2 Rajah 2 menunjukkan tiga unsur dalam Jadual Berkala Unsur. Li Na K Rajah 2 (a) (i) Li, Na dan K terletak dalam kumpulan yang sama dalam Jadual Berkala Unsur. Nyatakan kumpulan bagi unsur itu. [1 markah] (ii) Beri satu sebab bagi jawapan anda. [1 markah] (b) Kalium, K bertindak balas dengan gas oksigen untuk membentuk logam oksida. (i) Tulis persamaan kimia bagi tindak balas antara kalium dengan oksigen. [2 markah] (ii) Kalium lebih reaktif apabila bertindak balas dengan gas oksigen berbanding dengan natrium. Jelaskan jawapan anda. [4 markah] (iii) 9.75 g kalium bertindak balas dengan oksigen berlebihan dan membentuk logam oksida. Hitung jisim bagi logam oksida yang terhasil. KBAT Mengaplikasi [ JAR: O = 16, K = 39] [3 markah] Kertas 2 Revisi sukses Kimia.indb 61 28/03/2023 14:38:55 PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

62 Jadual Berkala Unsur TINGKATAN 4 4 TINGKATAN 5 UNIT 15 kertas model SPM Bahagian B dan C 3 (a) Jadual 1 menunjukkan nombor proton bagi unsur A, B dan C. Unsur A B C Nombor proton 11 12 13 Jadual 1 (i) Terangkan bagaimana untuk menentukan kedudukan unsur A dalam Jadual Berkala Unsur. [5 markah] (ii) Susun unsur A, B dan C dalam tertib menaik jejari atom. Terangkan jawapan anda. [5 markah] (b) Rajah 3 menunjukkan dua eksperimen yang dijalankan untuk membandingkan kereaktifan natrium dan kalium apabila bertindak balas dengan air. Natrium Air Kalium Air Eksperimen 1 Eksperimen 2 Rajah 3 Huraikan eksperimen 1 dan eksperimen 2 dalam Rajah 3. Huraian anda hendaklah mengandungi pemerhatian bagi tindak balas yang berlaku. KBAT Menganalisis [10 markah] 4 (a) Jadual 2 menunjukkan dua unsur daripada kumpulan 17 di dalam Jadual Berkala Unsur. Unsur Fluorin Klorin Susunan elektron unsur F CI Nombor nukleon 19 35 Bilangan neutron 10 18 Jadual 2 (i) Tulis perwakilan piawai bagi unsur fluorin. [1 markah] (ii) Unsur manakah yang mempunyai takat lebur dan takat didih yang lebih tinggi? Terangkan jawapan anda. KBAT Menilai [4 markah] (iii) Bandingkan kereaktifan antara fluorin dengan klorin dan terangkan jawapan anda. KBAT Menilai [5 markah] (b) Unsur peralihan terletak di antara Kumpulan 2 dengan Kumpulan 13 dalam Jadual Berkala Unsur. Beri dua contoh logam peralihan. Nyatakan empat ciri istimewa berserta contoh bagi unsur peralihan. [10 markah] Revisi sukses Kimia.indb 62 28/03/2023 14:38:56 PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

63 Ikatan Kimia TINGKATAN 4 5 TINGKATAN 5 UNIT 15 model kertas SPM Ikatan Kimia Tema 2: Asas Kimia Asas Pembentukan Sebatian 5.1 Kestabilan Gas Adi 1 Unsur-unsur bergabung secara semula jadi untuk membentuk sebatian. Hal ini kerana, sebatian yang terbentuk adalah lebih stabil daripada unsur bebas. 2 Walau bagaimanapun, gas adi (Kumpulan 18) tidak reaktif secara kimia dan wujud sebagai gas monoatom secara semula jadi. bab 5 3 Atom-atom gas adi bersifat lengai yang bermaksud, atom-atom ini tidak berkongsi, melepaskan atau menderma elektron dengan unsur lain atau antara atom yang sama. 4 Ini kerana, atom gas adi telah mencapai susunan elektron duplet atau oktet yang stabil. Susunan Elektron Duplet atau Oktet yang Stabil 1 Gas adi stabil kerana mempunyai susunan elektron duplet atau oktet. Rajah 5.1 Susunan elektron bagi gas adi Oktet Kr 2.8.18.8 Ar 2.8.8 Ne 2.8 He Duplet 2 2 Berdasarkan Rajah 5.1, helium, He mempunyai dua elektron di dalam petala paling luar (petala valens). Susunan ini dikenali sebagai susunan elektron duplet yang stabil. 3 Bilangan elektron maksimum yang boleh diisi di dalam petala pertama ialah dua. Oleh itu, petala tersebut dianggap telah penuh. 4 Bagi gas adi yang lain (Ne, Ar, Kr, Xe dan Rn), petala valensnya mengandungi lapan elektron. Oleh itu, atom tersebut telah mencapai susunan elektron oktet yang stabil. 5 Kerana itu, elektron mempunyai tenaga yang sangat rendah. Jadi, atom sukar untuk membebaskan atau menerima elektron. • Kestabilan – Stability • Lengai – Inert • Petala valens – Valence shell Revisi sukses Kimia.indb 63 28/03/2023 14:38:59 PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

64 Ikatan Kimia TINGKATAN 4 5 TINGKATAN 5 UNIT 15 kertas model SPM Peraturan Oktet 1 Bagi mencapai susunan elektron oktet yang stabil, atom-atom di dalam kumpulan utama lain dalam Jadual Berkala Unsur akan bertindak balas antara satu sama lain melalui pelbagai cara. 2 Peraturan oktet yang menjadikan atom-atom cenderung untuk mencapai susunan elektron yang stabil. 3 Walau bagaimanapun, jika petala paling luar ialah petala pertama, maka bilangan elektron maksimum yang boleh diisi ialah dua. Oleh itu, susunan elektron duplet yang stabil telah dicapai. 4 Susunan elektron duplet adalah stabil seperti susunan elektron oktet memandangkan tiada petala lain yang boleh diisi dengan elektron selain petala pertama. Hal ini menepati peraturan oktet. Imbas kod QR atau layari Untuk tujuan pembelajaran https://youtu.be/XGZllwtlzyg untuk menonton video bagi mempelajari dengan lebih lanjut tentang susunan elektron duplet dan oktet. Ikatan Kimia 1 Atom-atom yang telah mencapai susunan elektron duplet dan oktet yang stabil seperti helium, He, neon, Ne, argon, Ar dan Kripton, Kr tidak dapat membentuk ikatan kimia. 2 Atom-atom Kumpulan 18 ini wujud sebagai monoatom yang tidak reaktif. 3 Atom-atom lain yang belum mencapai susunan elektron yang stabil, akan membentuk ikatan kimia untuk mencapai kestabilan susunan elektron. 4 Terdapat dua kaedah bagi atom sesuatu unsur untuk mencapai susunan elektron duplet atau oktet yang stabil: (a) Pemindahan elektron (b) Perkongsian elektron 5 Kedua-dua kaedah ini akan membentuk dua jenis ikatan kimia: (a) Ikatan ion (b) Ikatan kovalen Pembentukan ikatan kimia hanya melibatkan elektron valens. INFO dinamik 6 Ikatan ion terbentuk di antara atom logam dengan atom bukan logam. Atom logam akan memindahkan elektron kepada atom bukan logam. 7 Contohnya, pembentukan sebatian natrium klorida: 2.8 2.8.8 Na Cl + – Na 2.8.1 2.8.7 + Cl Rajah 5.2 Atom natrium memindahkan satu elektron valens kepada atom klorin untuk mencapai susunan elektron oktet yang stabil 8 Ikatan kovalen terbentuk apabila atom bukan logam bergabung dengan atom bukan logam yang lain. Kedua-dua atom bukan logam tersebut akan berkongsi elektron untuk membentuk ikatan kimia. 9 Contohnya, pembentukan gas klorin: 2.8.7 2.8.7 Cl + Cl Cl Cl 2.8.8 2.8.8 Rajah 5.3 Dua atom klorin berkongsi sepasang elektron untuk mencapai susunan elektron oktet yang stabil semak cepat 5.1 1 Nyatakan dua jenis ikatan kimia. 2 Mengapakah gas adi tidak membentuk sebatian? Revisi sukses Kimia.indb 64 28/03/2023 14:39:00 PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

65 Ikatan Kimia TINGKATAN 4 5 TINGKATAN 5 UNIT 15 model kertas SPM Experiment 1.3 5.2 Ikatan Ion 1 Ikatan ion ialah ikatan kimia yang terbentuk di antara dua ion yang mempunyai cas berbeza melalui pemindahan elektron. 2 Ikatan ion terbentuk di antara atom logam dengan atom bukan logam. 3 Dalam suatu ikatan ion, atom logam menderma elektron untuk membentuk ion bercas positif yang disebut sebagai kation, manakala atom bukan logam menerima elektron untuk membentuk ion bercas negatif yang disebut sebagai anion. 4 Sebatian yang terbentuk disebut sebagai sebatian ion. 5 Rajah 5.4 menunjukkan satu contoh ikatan ion yang terbentuk antara ion natrium, Na+ dengan ion klorida, Cl– . Na Cl + – Rajah 5.4 Ikatan ion antara ion natrium, Na+ dengan ion klorida, Cl– Pembentukan Ion 1 Ion ialah zarah bercas yang terbentuk apabila suatu atom menerima atau menderma elektron. 2 Jadi, ion ialah satu atom atau sekumpulan atom yang membawa cas positif atau cas negatif. Contohnya, ion magnesium, Mg2+, ion hidrogen, H+ , ion iodida, I– , ion hidroksida, OH– dan ion nitrat, NO3 – . 3 Zarah neutral bermaksud zarah yang mempunyai bilangan proton (+) dan bilangan elektron (–) yang sama. Oleh itu, jumlah cas bagi zarah tersebut ialah sifar. Pembentukan kation (ion bercas positif ) 1 Kation terbentuk daripada atom-atom logam. 2 Atom logam daripada Kumpulan 1, 2 dan 13 dalam Jadual Berkala Unsur masing-masing mempunyai 1, 2 dan 3 elektron valens. 3 Atom-atom logam ini membentuk kation dengan melepaskan elektron valens untuk mencapai susunan elektron oktet yang stabil. 4 Apabila bilangan proton di dalam nukleus suatu atom melebihi bilangan elektron selepas elektron dilepaskan, ion positif terbentuk. Contoh 1 Pembentukan kation dengan cas +1. Bilangan proton = 19 Bilangan elektron = 19 Cas = 0 (neutral) Bilangan proton = 19 Bilangan elektron = 18 Cas = +1 (positif) + Menderma 1 elektron K K K → K+ + e– Satu atom kalium kehilangan satu elektron untuk membentuk ion kalium (kation) bercas +1. 2 Pembentukan kation dengan cas +2. Bilangan proton = 20 Bilangan elektron = 20 Cas = 0 (neutral) Bilangan proton = 20 Bilangan elektron = 18 Cas = +2 (positif) 2+ Menderma 2 elektron Ca Ca Ca → Ca2+ + 2e– Satu atom kalsium kehilangan dua elektron untuk membentuk ion kalsium (kation) bercas +2. Revisi sukses Kimia.indb 65 28/03/2023 14:39:01 PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

66 Ikatan Kimia TINGKATAN 4 5 TINGKATAN 5 UNIT 15 kertas model SPM Pembentukan anion (ion bercas negatif ) 1 Anion terbentuk daripada atom-atom bukan logam, kecuali gas adi (Kumpulan 18). 2 Atom bukan logam daripada Kumpulan 15, 16 dan 17 dalam Jadual Berkala Unsur masingmasing mempunyai 5, 6 dan 7 elektron valens. 3 Atom-atom ini membentuk anion dengan menerima 3, 2 atau 1 elektron untuk mencapai susunan elektron oktet yang stabil. 4 Apabila bilangan elektron melebihi bilangan proton dalam nukleus suatu atom selepas menerima elektron, ion negatif terbentuk. 3 Pembentukan kation dengan cas +3. Al Bilangan proton = 13 Bilangan elektron = 13 Cas = 0 (neutral) Bilangan proton = 13 Bilangan elektron = 10 Cas = +3 (positif) Al 3+ Menderma 3 elektron Al → Al3+ + 3e– Satu atom aluminium kehilangan tiga elektron untuk membentuk ion aluminium (kation) bercas +3. Contoh 1 Pembentukan anion dengan cas –1. Bilangan proton = 17 Bilangan elektron = 17 Cas = 0 (neutral) Bilangan proton = 17 Bilangan elektron = 18 Cas = –1 (negatif) – Menerima 1 elektron Cl Cl Cl + e– → Cl– Satu atom klorin menerima satu elektron untuk membentuk ion klorida (anion) bercas –1. 2 Pembentukan anion dengan cas –2. O Bilangan proton = 8 Bilangan elektron = 8 Cas = 0 (neutral) Bilangan proton = 8 Bilangan elektron = 10 Cas = –2 (negatif) O 2– Menerima 2 elektron O + 2e– → O2– Satu atom oksigen menerima dua elektron untuk membentuk ion oksida (anion) bercas –2. Pembentukan Ikatan Ion 1 Atom menderma atau menerima elektron untuk membentuk ion positif dan ion negatif. 2 Ion-ion berlainan cas tertarik antara satu sama lain oleh daya tarikan elektrostatik yang kuat, yang dikenali sebagai ikatan ion. Revisi sukses Kimia.indb 66 28/03/2023 14:39:02 PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

67 Ikatan Kimia TINGKATAN 4 5 TINGKATAN 5 UNIT 15 model kertas SPM Contoh 1 Ikatan ion antara unsur logam Kumpulan 1 dengan unsur Kumpulan 17. Cl Cl – + 2.8.8.1 K 2.8.7 2.8.8 K + 2.8.8 Ikatan ion antara atom kalium (Kumpulan 1) dengan atom klorin (Kumpulan 17) (a) Susunan elektron bagi atom kalium ialah 2.8.8.1. Atom kalium mempunyai satu elektron valens. (b) Atom kalium menderma satu elektron untuk mencapai susunan elektron oktet yang stabil. Ion kalium, K+ dengan susunan elektron 2.8.8 terbentuk. (c) Susunan elektron bagi atom klorin ialah 2.8.7. Atom klorin mempunyai tujuh elektron valens. (d) Atom klorin menerima satu elektron untuk membentuk susunan elektron oktet yang stabil. Ion klorida, Cl– dengan susunan elektron 2.8.8 terbentuk. (e) Ion kalium, K+ dan ion klorida, Cl– yang berlainan cas tertarik antara satu sama lain oleh daya tarikan elektrostatik yang kuat untuk membentuk ikatan ion. (f ) Sebatian ion, iaitu kalium klorida, KCl terbentuk. 2 Ikatan ion antara unsur logam Kumpulan 1 dengan unsur Kumpulan 16. + 2.8.1 Na O + 2.6 Na 2.8.1 Na + 2.8 O 2– 2.8 Na + 2.8 Ikatan ion antara dua atom natrium (Kumpulan 1) dengan satu atom oksigen (Kumpulan 16) (a) Susunan elektron bagi atom natrium ialah 2.8.1. Atom natrium mempunyai satu elektron valens. (b) Atom natrium menderma satu elektron untuk mencapai susunan elektron oktet yang stabil. Ion natrium, Na+ dengan susunan elektron 2.8 terbentuk. (c) Susunan elektron bagi atom oksigen ialah 2.6. Atom oksigen mempunyai enam elektron valens. (d) Atom oksigen menerima dua elektron untuk membentuk susunan elektron oktet yang stabil. Ion oksida, O2– dengan susunan elektron 2.8 terbentuk. (e) Ion natrium, Na+ dan ion oksida, O2– yang berlainan cas tertarik antara satu sama lain oleh daya tarikan elektrostatik yang kuat untuk membentuk ikatan ion. (f ) Sebatian ion, iaitu natrium oksida, Na2 O terbentuk. 3 Ikatan ion antara unsur logam Kumpulan 2 dengan unsur Kumpulan 16. + 2.8.2 Mg O 2.6 Mg 2+ 2.8 O 2– 2.8 Ikatan ion antara satu atom magnesium (Kumpulan 2) dengan satu atom oksigen (Kumpulan 16) (a) Susunan elektron bagi atom magnesium ialah 2.8.2. Atom magnesium mempunyai dua elektron valens. (b) Atom magnesium menderma dua elektron untuk mencapai susunan elektron oktet yang stabil. Ion magnesium, Mg2+ dengan susunan elektron 2.8 terbentuk. (c) Susunan elektron bagi atom oksigen ialah 2.6. Atom oksigen mempunyai enam elektron valens. (d) Atom oksigen menerima dua elektron untuk membentuk susunan elektron oktet yang stabil. Ion oksida, O2– dengan susunan elektron 2.8 terbentuk. (e) Ion magnesium, Mg2+ dan ion oksida, O2– yang berlainan cas tertarik antara satu sama lain oleh daya tarikan elektrostatik yang kuat untuk membentuk ikatan ion. (f ) Sebatian ion, iaitu magnesium oksida, MgO terbentuk. Revisi sukses Kimia.indb 67 28/03/2023 14:39:03 PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

68 Ikatan Kimia TINGKATAN 4 5 TINGKATAN 5 UNIT 15 kertas model SPM semak cepat 5.2 1 Bagaimanakah ikatan ion terbentuk? 2 Huraikan pembentukan ikatan ion dalam natrium oksida. KBAT Menganalisis 5.3 Ikatan Kovalen 1 Ikatan kovalen terbentuk apabila atom-atom bukan logam bergabung antara satu sama lain untuk membentuk molekul. 2 Semasa pembentukan ikatan kovalen, setiap atom bukan logam menyumbang bilangan elektron yang sama untuk dikongsi bagi mencapai susunan elektron oktet yang stabil. 3 Rajah 5.5 menunjukkan satu contoh sebatian kovalen yang terbentuk antara dua atom klorin. Cl Cl Rajah 5.5 Ikatan kovalen antara dua atom klorin 4 Terdapat tiga jenis ikatan kovalen: (a) Ikatan kovalen tunggal – Berkongsi sepasang elektron (b) Ikatan kovalen ganda dua – Berkongsi dua pasang elektron (c) Ikatan kovalen ganda tiga – Berkongsi tiga pasang elektron 5 Atom-atom bukan logam bergabung antara satu sama lain dengan menyumbang 1, 2, 3 atau 4 elektron yang dikongsi untuk membentuk satu sebatian kovalen. 6 Jadual 5.2 menunjukkan beberapa contoh sebatian kovalen. Jadual 5.2 Contoh sebatian kovalen Sebatian Formula Gas hidrogen H2 Gas oksigen O2 Gas nitrogen N2 Gas karbon dioksida CO2 Air H2 O Tetraklorometana CCl4 Sulfur dioksida SO2 Ammonia NH3 Meramal Formula Kimia bagi Sebatian Ion • Cas bagi ion yang terbentuk daripada suatu atom boleh diramal berdasarkan kumpulan atom tersebut dalam Jadual Berkala Unsur. • Jadual 5.1 menunjukkan formula kimia bagi beberapa sebatian ion yang terbentuk daripada atom unsur dalam kumpulan berbeza. Jadual 5.1 Formula kimia bagi sebatian ion Kumpulan dalam Jadual Berkala Unsur Formula kimia bagi sebatian ion Contoh Logam, P Bukan logam, Q Kumpulan 1 Kumpulan 5 P3 Q Natrium nitrida, Na3 N Kumpulan 1 Kumpulan 16 P2 Q Natrium oksida, Na2 O Kumpulan 1 Kumpulan 17 PQ Natrium klorida, NaCl Kumpulan 2 Kumpulan 15 P3 Q2 Kalsium nitrida, Ca3 N2 Kumpulan 2 Kumpulan 16 PQ Magnesium oksida, MgO Kumpulan 2 Kumpulan 17 PQ2 Barium klorida, BaCl2 Kumpulan 3 Kumpulan 15 PQ Aluminium nitrida, AlN Kumpulan 3 Kumpulan 16 P2 Q3 Aluminium oksida, Al2 O3 Kumpulan 3 Kumpulan 17 PQ3 Aluminium bromida, AlBr3 INFO dinamik Revisi sukses Kimia.indb 68 28/03/2023 14:39:04 PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

69 Ikatan Kimia TINGKATAN 4 5 TINGKATAN 5 UNIT 15 model kertas SPM Contoh 1 Pembentukan molekul fluorin (ikatan kovalen tunggal). F 2.7 F F 2.7 2.8 + F 2.8 Ikatan kovalen tunggal antara dua atom fluorin (a) Susunan elektron bagi atom fluorin ialah 2.7. Atom fluorin mempunyai tujuh elektron valens. (b) Setiap atom fluorin menyumbang satu elektron untuk dikongsi bagi mencapai susunan elektron oktet yang stabil dan membentuk ikatan kovalen tunggal. (c) Pasangan elektron yang dikongsi ditarik ke nukleus kedua-dua atom, maka ikatan tunggal memegang dua atom fluorin tersebut. (d) Satu sebatian kovalen, iaitu gas fluorin, F2 terbentuk. 2 Pembentukan molekul oksigen (ikatan kovalen ganda dua). O 2.6 O O 2.6 2.8 + O 2.8 Ikatan kovalen ganda dua antara dua atom oksigen (a) Susunan elektron bagi atom oksigen ialah 2.6. Atom oksigen mempunyai enam elektron valens. (b) Setiap atom oksigen menyumbang dua elektron untuk dikongsi bagi mencapai susunan elektron oktet yang stabil dan membentuk ikatan kovalen ganda dua. (c) Pasangan elektron yang dikongsi ditarik ke nukleus kedua-dua atom, maka ikatan ganda dua memegang dua atom oksigen tersebut. (d) Satu sebatian kovalen, iaitu gas oksigen, O2 terbentuk. 3 Pembentukan molekul nitrogen (ikatan kovalen ganda tiga). N N N 2.5 N 2.5 2.8 + 2.8 Ikatan kovalen ganda tiga antara dua atom nitrogen (a) Susunan elektron bagi atom nitrogen ialah 2.5. Atom nitrogen mempunyai lima elektron valens. (b) Setiap atom nitrogen menyumbang tiga elektron untuk dikongsi bagi mencapai susunan elektron oktet yang stabil dan membentuk ikatan kovalen ganda tiga. (c) Pasangan elektron yang dikongsi ditarik ke nukleus kedua-dua atom, maka ikatan ganda tiga memegang dua atom nitrogen tersebut. (d) Satu sebatian kovalen, iaitu gas nitrogen, N2 terbentuk. Struktur Lewis ialah rajah yang hanya menunjukkan elektron valens bagi atom yang diwakili oleh titik dan pangkah. Pembentukan ikatan kovalen boleh diwakili dengan struktur Lewis seperti berikut: (a) H + H → H H atau H—H (c) N + N → N N atau N N Molekul hidrogen Molekul nitrogen (b) O + O → O O atau O=O Molekul oksigen INFO dinamik Meramal Formula bagi Sebatian Kovalen • Formula bagi sebatian kovalen boleh diramal berdasarkan bilangan elektron valens di dalam unsur sebatian tersebut, yang menunjukkan kumpulan bagi unsur itu dalam Jadual Berkala Unsur. • Valensi sesuatu atom bermaksud, bilangan elektron yang diterima atau dilepaskan untuk mencapai susunan elektron oktet yang stabil. • Contohnya, susunan elektron bagi atom klorin ialah 2.7. Atom klorin memerlukan satu elektron untuk mencapai susunan elektron oktet yang stabil. Jadi, valensi atom klorin ialah 1. INFO dinamik Revisi sukses Kimia.indb 69 28/03/2023 14:39:04 PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

70 Ikatan Kimia TINGKATAN 4 5 TINGKATAN 5 UNIT 15 kertas model SPM Perbandingan antara Ikatan Ion dengan Ikatan Kovalen Jadual 5.4 menunjukkan perbandingan antara ikatan ion dengan ikatan kovalen. Jadual 5.4 Perbandingan antara ikatan ion dengan ikatan kovalen Jenis ikatan kimia Ikatan ion Ikatan kovalen Unsur yang terlibat Antara atom logam (Kumpulan 1, 2 atau 13) dengan atom bukan logam (Kumpulan 15, 16 atau 17). Antara atom bukan logam (Kumpulan 14, 15, 16 atau 17) Elektron Atom logam melepaskan elektron, manakala atom bukan logam menerima elektron (pemindahan elektron). Atom logam yang sama atau berlainan berkongsi pasangan elektron. Jenis zarah yang dihasilkan Atom logam membentuk kation (ion positif ), manakala atom bukan logam membentuk anion (ion negatif ). Molekul neutral Meramal formula bagi sebatian Tentukan pekali cas pada ion, dan silangkan. Contoh: Mg → Mg2+ + 2e– Cl + e– → Cl– Mg2+ Cl –1 1 2 MgCl2 Tentukan bilangan elektron yang diperlukan untuk mencapai susunan elektron duplet atau oktet yang stabil dan silangkan. Contoh: N perlu 3 e– H perlu 1 e– 1 3 NH3 Daya tarikan Ion bercas positif dan ion bercas negatif diikat bersama oleh daya tarikan elektrostatik yang kuat dalam sebatian ion. Atom dalam molekul dipegang bersama oleh ikatan kovalen yang kuat, manakala molekul dipegang oleh daya tarikan van der Waals yang lemah. • Jadual 5.3 menunjukkan formula bagi sebatian kovalen yang terbentuk berdasarkan kumpulan dan valensi unsur. Jadual 5.3 Formula bagi sebatian kovalen Unsur dalam sebatian Formula sebatian kovalen Kumpulan bagi Contoh atom R Valensi Kumpulan bagi atom S Valensi Kumpulan 14 4 Kumpulan 16 2 RS2 Karbon dioksida, CO2 Kumpulan 14 4 Kumpulan 17 1 RS4 Tetraklorometana, CCl4 Kumpulan 15 3 Kumpulan 15 3 RS Nitrogen, N2 Kumpulan 15 3 Kumpulan 17 1 RS3 Nitrogen trifluorida, NF3 Kumpulan 16 2 Kumpulan 16 2 RS Oksigen, O2 Kumpulan 16 2 Kumpulan 17 1 RS2 Sulfur difluorida, SF2 Kumpulan 17 1 Kumpulan 17 1 RS Klorin, Cl2 semak cepat 5.3 1 Bagaimanakah ikatan kovalen terbentuk? 2 Terangkan pembetukan ikatan kovalen dalam tetraklorometana. 3 Banding dan bezakan antara ikatan ion dengan ikatan kovalen. KBAT Menganalisis Revisi sukses Kimia.indb 70 28/03/2023 14:39:05 PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

71 Ikatan Kimia TINGKATAN 4 5 TINGKATAN 5 UNIT 15 model kertas SPM 5.4 Ikatan Hidrogen 1 Ikatan hidrogen ialah interaksi atau daya tarikan antara atom hidrogen dengan atom yang mempunyai keelektronegatifan yang tinggi seperti nitrogen, N, oksigen, O atau fluorin, F. 2 Ikatan hidrogen juga dikenali sebagai daya elektrostatik separa antara atom hidrogen dengan atom yang mempunyai keelektronegatifan yang tinggi, iaitu nitrogen, N, oksigen, O atau fluorin, F. 3 Ikatan hidrogen boleh dibentuk antara dua molekul yang berbeza atau antara bahagian dalam satu molekul. 4 Rajah 5.6 menunjukkan ikatan hidrogen yang terbentuk antara dua molekul air. Ikatan hidrogen diwakili oleh garis putus-putus. O H O Ikatan kovalen Ikatan hidrogen H H H Rajah 5.6 Ikatan hidrogen antara dua molekul air 5 Dua molekul yang terlibat dalam ikatan hidrogen tidak semestinya molekul yang sama. 6 Kekuatan ikatan hidrogen bergantung pada keelektronegatifan sesuatu atom. Semakin tinggi keelektronegatifan bagi sesuatu atom (F > O > N), semakin kuat ikatan hidrogen yang terbentuk. 7 Terdapat dua syarat bagi pembentukan ikatan hidrogen: (a) Ikatan hidrogen terikat kepada atom yang kecil dan mempunyai keelektronegatifan yang tinggi (N, O atau F). (b) Terdapat pasangan elektron bebas pada atom elektronegatif. 8 Ikatan hidrogen lebih kuat daripada daya tarikan van der Waals tetapi lebih lemah daripada ikatan kovalen. 9 Ikatan hidrogen wujud dalam kehidupan seharian. Contoh: (a) Rambut yang basah melekat bersama kerana molekul protein yang membina helaian rambut membentuk ikatan hidrogen dengan molekul air, yang kemudiannya membentuk ikatan hidrogen dengan molekul air yang terdapat pada helaian rambut yang lain. (b) DNA manusia mengandungi ikatan hidrogen yang memegang dua sturktur bebenang heliks. Kesan Ikatan Hidrogen terhadap Sifat Fizik Bahan Jadual 5.5 menunjukkan penerangan tentang sifat fizik air yang disebabkan oleh kehadiran ikatan hidrogen. • Ikatan hidrogen – Hydrogen bond • Pasangan elektron bebas – Lone pair of electrons Jadual 5.5 Sifat fizik air Sifat fizik Penerangan Takat didih • Takat didih ialah suhu apabila tekanan wap suatu cecair sama dengan tekanan atmosfera. • Tetapi, kehadiran ikatan hidrogen di dalam cecair menjadikan molekul lebih sukar untuk terlepas daripada keadaan pemeluwapan. Maka, lebih banyak tenaga diperlukan untuk mengatasi ikatan hidrogen. • Oleh itu, cecair yang mengandungi ikatan hidrogen mempunyai takat didih yang lebih tinggi. • Rajah 5.7 menunjukkan kesan ikatan hidrogen terhadap takat didih air berbanding dengan sebatian hidrida bagi unsur Kumpulan 16 yang lain. • Kehadiran ikatan hidrogen antara molekul air menyebabkan takat didih air lebih tinggi daripada yang sepatutnya. Takat didih (K) Kala H2 O 373 273 173 73 2 3 4 5 H2 S H2 Se H2 Te NH3 PH3 AsH3 SbH3 Rajah 5.7 Takat didih bagi sebatian hidrida dalam Kumpulan 16 Revisi sukses Kimia.indb 71 28/03/2023 14:39:06 PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

72 Ikatan Kimia TINGKATAN 4 5 TINGKATAN 5 UNIT 15 kertas model SPM Sifat fizik Penerangan Ketumpatan • Ikatan hidrogen dalam molekul air bertanggungjawab terhadap ketumpatan ais yang rendah. • Air ialah salah satu bahan yang kurang tumpat dalam bentuk pepejal (ais) dan lebih tumpat dalam bentuk cecair. • Dalam ais, molekul air dikelilingi oleh empat molekul air lain (bentuk tetrahedron) yang dihubungkan dengan ikatan hidrogen. • Rajah 5.8 menunjukkan struktur ais. Molekul air tersusun dalam keadaan yang memaksimumkan bilangan ikatan hidrogen antara molekul. • Maka, ruang yang besar terbentuk antara molekul air dan membentuk struktur terbuka. • Struktur terbuka di dalam ais ini merupakan sebab mengapa ais adalah kurang tumpat daripada air pada suhu 0 °C. • Bagi kebanyakan cecair, ketumpatan bertambah apabila suhu menurun. Tetapi, hal ini tidak berlaku kepada air. • Bagi air, apabila suhu bertambah atau berkurang daripada 4 °C, ketumpatan air semakin menurun, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 5.9. Ketumpatan (g cm–3) Suhu (°C) = = Ketumpatan tertinggi Ais Air 1.0000 –5 0 5 10 15 20 25 30 0.9980 0.9960 0.9200 Rajah 5.9 Graf ketumpatan melawan suhu air • Apabila ais cair dan bertukar kepada bentuk cecair, sebahagian daripada ikatan hidrogen terputus. Maka, molekul tersusun rapat tetapi masih boleh menggelongsor dan bergerak bebas. • Oleh itu, air mempunyai ketumpatan yang lebih tinggi daripada ais (1.000 g cm–3). Keterlarutan • Sebatian yang boleh membentuk ikatan hidrogen dengan molekul air kebanyakannya larut di dalam air. • Kehadiran ikatan hidrogen antara molekul menunjukkan molekul tersebut mempunyai kutub. Jadi, molekul ini larut di dalam pelarut berkutub seperti air. • Contohnya, ammonia dan etanol boleh larut di dalam air melalui ikatan hidrogen. Hal ini menunjukkan ammonia dan etanol ialah molekul berkutub. • Rajah 5.10 menunjukkan ikatan hidrogen antara molekul air dengan molekul ammonia. N H O Ikatan hidrogen H H H H Rajah 5.10 Ikatan hidrogen antara molekul air dengan molekul ammonia Rajah 5.8 Struktur ais Air ialah pelarut yang baik. Air dikenali juga sebagai pelarut semesta kerana air boleh larut di dalam hampir semua bahan. INFO dinamik Revisi sukses Kimia.indb 72 28/03/2023 14:39:07 PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.