qdoc.tips_nilam-publication-module-chemistry-form-4-answer

m Publicat Chemistry Form 4 • MODULE hd.

3 PERIODIC TABLE
JADUAL BERKALA

HISTORICAL DEVELOPMENT / SEJARAH PERKEMBANGAN
– To identify the contribution of scientists in the arrangement of elements in the Periodic Table.

Mengetahui sumbangan ahli sains untuk penyusunan unsur dalam Jadual Berkala.
– To get ideas on the arrangement of elements in the Periodic Table based on their proton numbers.

Mendapat idea penyusunan unsur dalam Jadual Berkala berdasarkan nombor proton.

ARRANGEMENT OF ELEMENT IN THE PERIODIC TABLE / PENYUSUNAN UNSUR DALAM JADUAL BERKALA
• GROUP / KUMPULAN

– To write the electron arrangement for atoms of elements with proton numbers 1 to 20.
Menulis susunan elektron bagi atom unsur dengan proton 1 hingga 20.

• PERIOD / KALA
– To determine the group and period based on the electron arrangement of atoms or otherwise.
Menentukan kumpulan dan kala berdasarkan susunan elektron atom dan sebaliknya.

PROPERTIES OF ELEMENTS IN THE PERIODIC TABLE / SIFAT-SIFAT UNSUR DALAM JADUAL BERKALA
• GROUP 18 / KUMPULAN 18

– To explain the existence of noble gases as monoatom and their uses.
Menerangkan kewujudan gas adi secara monoatom serta kegunaannya.

• GROUP 1 / KUMPULAN 1
– To explain physical properties, similar chemical properties (with water, oxygen and chlorine) and the different reactivities.
Menerangkan sifat fizik, sifat kimia yang sama (dengan air, oksigen dan dengan klorin) serta kereaktifan yang berbeza.

• GROUP 17 / KUMPULAN 17
– To explain physical properties, similar chemical properties (with water, sodium hydroxide and iron) and the different
reactivities.
Menerangkan sifat fizik, sifat kimia yang sama (dengan air, natrium hidroksida dan ferum) serta kereaktifan yang berbeza.

• PERIOD 3 / KALA 3
– To explain changes in atomic size, electronegativity, metallic properties as well as oxide properties across period 3 from left
to right.
Menerangkan perubahan saiz atom, keelektronegatifan, sifat kelogaman serta sifat oksida merentasi Kala 3 dari kiri ke kanan.

• TRANSITION ELEMENTS / UNSUR PERALIHAN
– To state metallic properties of transition metals and their special characteristics.
Menyatakan sifat kelogaman unsur peralihan serta ciri-ciri istimewa unsur peralihan.

ion Sdn. B

49

Nila

MODULE • Chemistry Form 4

ADVANTAGES OF CLASSIFYING THE ELEMENTS IN THE PERIODIC TABLE
KEBAIKAN PENGELASAN UNSUR DALAM JADUAL BERKALA

1 Elements are arranged systematically in the Periodic Table in an increasing order of proton number which enables:
Unsur disusun secara sistematik dalam Jadual Berkala mengikut tertib pertambahan nombor proton yang membolehkan:
(a) Chemists to study, understand and remember the chemical and physical properties of all the elements and
compounds in an orderly manner,
Ahli kimia mempelajari, memahami dan mengingat sifat kimia dan sifat fizik semua unsur dan sebatian secara teratur.
(b) Properties of elements and their compounds to be predicted based on the position of elements in the Periodic Table,
Sifat unsur dan sebatiannya diramal berdasarkan kedudukan unsur dalam Jadual Berkala.
(c) Relationship between elements from different groups to be known.
Perhubungan unsur dari kumpulan yang berlainan diketahui.

CONTRIBUTION OF SCIENTIST TO THE HISTORICAL DEVELOPMENT OF THE PERIODIC TABLE
SUMBANGAN AHLI SAINS DALAM SEJARAH PERKEMBANGAN JADUAL BERKALA

Scientists / Saintis Discoveries / Penemuan
Antoine Lavoisier
J.W Dobereiner – Substances were classified into 4 groups with similar chemical properties.
John Newlands Bahan dikelaskan kepada empat kumpulan dengan sifat kimia sama.
Lothar Meyer
– Substances were arranged in 3 groups / Bahan disusun dalam tiga kumpulan.
Mendeleev – Groups with similar chemical properties were called Triads.

Henry Moseley Kumpulan dengan sifat kimia sama dinamakan triad.

– Triad system was confined to some elements only / Sistem triad terhad kepada beberapa unsur sahaja.

– Elements were arranged in ascending atomic mass / Unsur disusun mengikut pertambahan jisim atom.
– Law of Octaves because similar chemical properties were repeated at every eighth element.

Hukum Oktaf kerana sifat sama berulang pada setiap unsur kelapan.

– This system was inaccurate because there were some elements with wrong mass numbers.
Sistem ini tidak tepat kerana ada unsur dengan nombor jisim salah.

– The atomic volume / Isipadu atom = Mass of 1 mol (g) / Jisim 1 mol (g)
Density (g cm–3) / Ketumpatan (g cm–3)

– Plotted graph for the atomic volume against atomic mass / Memplotkan graf isi padu atom melawan jisim atom.

– Found that elements with similar chemical properties were positioned at equivalent places along the curve.

Mendapati unsur dengan sifat kimia sama menduduki tempat setara dalam lengkungan.

– Elements were arranged in ascending order of increasing atomic mass.
Unsur disusun mengikut pertambahan jisim atom.

– Elements with similar chemical properties were in the same group.
Unsur dengan sifat kimia sama berada dalam kumpulan sama.

– Empty spaces were allocated for elements yet to be discovered.
Ruang kosong disediakan untuk unsur yang belum ditemui.

– Contributor to the formation of the modern Periodic Table.
Penyumbang kepada pambentukan Jadual Berkala Moden.

– Classified concepts of proton number and elements in ascending order of increasing proton number.
Mengelaskan unsur berdasarkan konsep nombor proton dan menyusun unsur-unsur mengikut turutan nombor proton menaik.

– Contributor to the formation of the modern Periodic Table.
Penyumbang kepada pembentukan Jadual Berkala moden.

Nila m Publication Sdn.

50

Bhd.

Chemistry Form 4 • MODULE

THE ARRANGEMENT OF ELEMENTS IN THE MODERN PERIODIC TABLE
SUSUNAN UNSUR DALAM JADUAL BERKALA MODEN

1 Write the electron arrangement for each atom of element in the Periodic Table below.
Tuliskan susunan elektron untuk setiap atom unsur dalam Jadual Berkala di bawah.

Nucleon number / Nombor nukleon A X Symbol of an element / Simbol unsur
Proton number / Nombor proton Z

GROUP / KUMPULAN

1 18

1 1 H* 4 He
1 2

P 1 2 13 14 15 16 17 2

E
R 7 Li
I 2 3 2.1 8 Be 11 B 12 C 14 N 16 O 19 F 20 Ne
O 4 5 6 7 8 9 10

2.2 TRANSITION METALS 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8

D 23 Na 24 Mg LOGAM PERALIHAN 27 Al 28 Si P31 S32 35 Cl 40 Ar
11 12 13 14 17 18
/ 3 15 16
K 2.8.1 2.8.2 34 5 6 7 8 9 10 11 12 2.8.3 2.8.4 2.8.7 2.8.8
2.8.5 2.8.6
A

L 4 K39 40 Ca 80 Br
A 20 35
19

2.8.8.1 2.8.8.2

2 Elements in the Periodic Table are arranged horizontally in increasing order of proton number .

Unsur-unsur dalam Jadual Berkala disusun secara mendatar mengikut tertib pertambahan nombor proton .

3 Two main components of the Periodic Table / Dua komponen utama Jadual Berkala:
(a) Group / Kumpulan
(b) Period / Kala

GROUP / KUMPULAN

1 The vertical column of elements in the Periodic Table arranged according to the number of valance electron in the
outermost shell of atoms is called groups.

Lajur menegak dalam Jadual Berkala yang disusun mengikut bilangan elektron valens yang terdapat pada

petala terluar bagi atom dipanggil kumpulan.

2 There are 18 vertical columns, called Group 1, Group 2, and Group 3 until Group 18.
Terdapat 18 lajur disusun secara menegak disebut Kumpulan 1, Kumpulan 2, Kumpulan 3 hingga Kumpulan18.

Number of valence electrons 1234567 8 (except Helium)
Bilangan elektron valens 1 2 13 14 15 16 17 8 (kecuali Helium)
Group
Kumpulan 18

For atoms of elements with 3 to 8 valence electrons, the group
number is: 10 + number of valence electrons.
Bagi atom unsur dengan 3 hingga 8 elektron valens, nombor kumpulan ialah: 10 +
bilangan elektron valens.

3 Specific name of groups / Nama-nama khas kumpulan:
(a) Group 1: Alkali metals # / Kumpulan 1: Logam alkali #
(b) Group 2: Alkali-earth metals / Kumpulan 2: Logam alkali bumi
(c) Group 3 to 12: Transition elements # / Kumpulan 3 to 12: Unsur peralihan #
(d) Group 17: Halogens # / Kumpulan 17: Halogen #

m Publication Sdn. Bhd.

51

Nila

MODULE • Chemistry Form 4

(e) Group 18: Noble gases # / Kumpulan 18: Gas adi #

#The important groups that will be studied with respect to chemical and physical properties.
# Kumpulan penting yang akan dipelajari dari segi sifat fizik dan sifat kimia.

4 Types of substances according to the groups / Jenis bahan mengikut kumpulan:
(a) Elements of group 1, 2 and 13 – atoms of each element have 1, 2 and 3 valence electrons respectively are metals.
Unsur Kumpulan 1, 2 dan 13 – atom setiap unsur mempunyai 1, 2 dan 3 elektron valens adalah logam.
(b) The elements of group 3 to 12 – transition elements are metals.
Unsur Kumpulan 3 hingga 12 – unsur peralihan yang merupakan logam.
(c) The elements of Group 14, 15, 16, 17 and 18 – atoms of each element have 4, 5, 6, 7 and 8 valence electrons
respectively are non-metals.
Unsur Kumpulan 14, 15, 16, 17 dan 18 – atom setiap unsur mempunyai 4, 5, 6, 7 dan 8 elektron valens adalah bukan logam.

PERIOD / KALA

1 The horizontal row of elements in the Periodic Table, consists of the same number of shell occupied with
elektron yang sama di
electrons in an atom called period.

Baris unsur secara mendatar dalam Jadual Berkala, mempunyai bilangan petala berisi

dalam atom disebut sebagai kala.

2 There are seven horizontal rows of elements known as Period 1, 2, ....., 7 [Refer to the Periodic Table]
Terdapat tujuh baris unsur secara mendatar disebut Kala 1, 2, ....., 7 [Rujuk Jadual Berkala]

(a) Period 1 has 2 elements / Kala 1 mengandungi 2 unsur Short periods, # Period 3 will be studied in
(b) Period 2 and 3 have 8 elements # / Kala 2 dan 3 mengandungi 8 unsur # detail with respect to physical and chemical
properties / Kala pendek, # Kala 3 akan dipelajari
(c) Period 4 and 5 have 18 elements / Kala 4 dan 5 mengandungi 18 unsur
dengan terperinci dari segi sifat fizik dan sifat kimia

(d) Period 6 has 32 elements / Kala 6 mengandungi 32 unsur Long periods / Kala panjang

(e) Period 7 has 23 elements / Kala 7 mengandungi 23 unsur

EXERCISE / LATIHAN

1 Complete the table below / Lengkapkan jadual berikut.

Element Proton number Electron arrangement Number of Group Number of shell Period
Unsur Nombor proton Susunan elektron valence electrons Kumpulan Bilangan petala Kala
H 1 1
Bilangan elektron 1 1 1
valens 18 1 1
1 2 2
1 2 2 2
13 2 2
He 2 2 2 14 2 2
15 2 2
Li 3 2.1 1 16 2 2
17 2 2
Be 4 2.2 2 18 2 2
1 3 3
B5 2.3 3 2 3 3
13 3 3
C6 2.4 4

N7 2.5 5

O8 2.6 6

F9 2.7 7

Ne 10 2.8 8

Na 11 2.8.1 1

Mg 12 2.8.2 2

Al 13 2.8.3 3

Nila m Publication Sdn.

52

Bhd.

Chemistry Form 4 • MODULE

2 The diagram below shows the chemical symbols which represent elements X, Y and Z.
Rajah di bawah menunjukkan simbol kimia yang mewakili unsur X, Y dan Z.

X23 Y12 Z39
6
11 19

(a) Explain how to determine the position of element X in the Periodic Table.
Terangkan bagaimana menentukan kedudukan unsur X dalam Jadual Berkala.
The proton number of element X is 11 and the number of proton in atom X is 11 . The number of
electrons in atom X is 11 . The electron arrangement of atom X is 2.8.1 . Element X is located in Group
1 because atom X has one valence electron . Element X is in period 3 because atom X has
three shells occupied with electrons .
Nombor proton unsur X adalah 11 dan bilangan proton dalam atom X adalah 11 . Bilangan elektron dalam atom
X adalah 11 . Susunan elektron bagi atom X adalah 2.8.1 . Unsur X terletak dalam kumpulan 1 kerana
atom X mempunyai satu elektron valens . Unsur X berada dalam kala 3 kerana atom X mempunyai tiga
petala berisi dengan elektron .

(b) (i) State the position of element Y in the Periodic Table. / Nyatakan kedudukan unsur Y dalam Jadual Berkala.
Element Y is located in Group 14 and Period 2.

(ii) Explain how to determine the position of element Y in the Periodic Table.
Terangkan bagaimana anda menentukan kedudukan unsur Y dalam Jadual Berkala.
– The proton number of element Y is 6 and the number of proton in atom Y is 6.

– The electron arrangement of atom Y is 2.4.

– Element Y is located in Group 14 because atom Y has 4 valance electron.

– Element Y is in Period 2 because atom Y has 2 shells occupied/filled with electrons.

(c) Which of the above elements show the same chemical properties? Explain your answer.
Antara unsur di atas, yang manakah mempunyai sifat kimia yang sama? Terangkan jawapan anda.
– Element X and element Z.

– Electron arrangement of atom X is 2.8.1 and electron arrangement of atom Z is 2.8.8.1. Atoms X and Z have the

same number of valence electron.

GROUP 18 (NOBLE GASES) / KUMPULAN 18 (GAS ADI)

1 Consist of Helium (He), Neon (Ne), Argon (Ar), Krypton (Kr), Xenon (Xe) and Radon (Rn).
Terdiri dari Helium (He), Neon (Ne), Argon (Ar), Kripton (Kr), Xenon (Xe) dan Radon (Rn).

Elements / Unsur Electron arrangement / Susunan elektron
2
Helium / Helium 2.8
Neon / Neon
Argon / Argon 2.8.8
Krypton / Kripton 2.8.18.8

2 Noble gases are chemically inert because the outermost shell of the atom has achieved duplet electron
arrangement for helium and octet electron arrangement for others.
Unsur Kumpulan 18 adalah lengai secara kimia kerana petala terluar atomnya telah mencapai susunan elektron duplet untuk helium
dan susunan elektron oktet untuk yang lain.

3 Noble gases do not react with other elements (the atom does not lose, gain or share electrons).
Unsur Kumpulan ini tidak bergabung dengan unsur lain (atomnya tidak akan menderma, menerima, atau berkongsi elektron).

4 These gases exist as single uncombined atoms and are said to be monatomic gases.
Gas ini wujud sebagai atom tunggal iaitu sebagai gas monoatom.

m Publicat ion Sdn. Bhd.

53

Nila

MODULE • Chemistry Form 4

5 Going down Group 18 / Menuruni Kumpulan 18: shells increases.
(a) The atomic size is increasing because the number of

Saiz atom bertambah kerana bilangan petala bertambah.
(b) The melting point and boiling points are very low because atoms of noble gases atoms are attracted by

weak Van der Waals forces, less energy is required to overcome these forces. However, the melting and
boiling points increase going down the group because atomic size increases, causing the Van der Waal forces to

increase and more energy is required to overcome these forces.
Takat lebur dan takat didih sangat rendah kerana atom-atom gas adi ditarik oleh daya Van der Waals yang lemah , sedikit tenaga

diperlukan untuk mengatasi daya tersebut. Walau bagaimanapun, takat lebur dan takat didih bertambah menuruni kumpulan kerana
pertambahan saiz atom menyebabkan daya tarikan Van der Waals semakin bertambah, semakin banyak tenaga diperlukan untuk

mengatasinya.

(c) The density is low and increases gradually because the mass increases greatly compared to the volume going down
the group.

Ketumpatan rendah dan semakin meningkat kerana jisim bertambah dengan banyak berbanding dengan isi padu menuruni kumpulan.

6 All noble gases are insoluble in water and cannot conduct electricity in all conditions.
Semua gas adi tidak larut dalam air dan tidak dapat mengkonduksikan elektrik dalam semua keadaan.

7 Complete the uses of noble gases in the table below / Lengkapkan jadual kegunaan gas adi.

Noble gases / Gas adi Uses / Kegunaan

Helium / Helium To fill weather balloons and airship.

Neon / Neon To fill neon light (for advertisement board).

Argon / Argon To fill electrical bulb.

Krypton / Kripton To fill photographic flash lamp.

Radon / Radon To treat cancer.

GROUP 1 (ALKALI METALS) / KUMPULAN 1 (LOGAM ALKALI)

1 Consist of Lithium (Li), Sodium (Na), Potassium (K), Rubidium (Rb), Cesium (Cs) and Francium (Fr).
Terdiri dari Litium (Li), Natrium (Na), Kalium (K), Rubidium (Rb), Sesium (Cs) dan Fransium (Fr).

Elements Symbol Proton number Electron arrangement Number of shells
Unsur Simbol Nombor proton Susunan elektron Bilangan petala

Lithium / Litium Li 3 2.1 2
Sodium / Natrium Na 11 2.8.1 3
Potassium / Kalium K 19 2.8.8.1 4

Nila tion Sdn.2 Physical properties / Sifat fizik:
(a) Grey solid with shiny surface / Pepejal kelabu dengan permukaan berkilat.
(b) Softer and the density is lower compared to other metals.
Lebih lembut dan ketumpatan yang lebih rendah berbanding dengan logam lain.
(c) Lower melting and boiling points compared to other metals.
Takat lebur dan takat didih lebih rendah berbanding dengan logam lain.

3 Changes in physical properties going down the group / Perubahan sifat fizik menuruni kumpulan:
(a) Atomic size increases because the number of shells increases / Saiz atom bertambah kerana bilangan petala bertambah.
(b) Density increases because mass increases faster than the increase in radius.
Ketumpatan bertambah kerana pertambahan jisim lebih cepat dari pertambahan jejari
(c) Melting and boiling points decrease because when the atomic size increases, the metal bonds get weaker.
Takat didih dan takat lebur berkurang kerana apabila saiz atom bertambah, ikatan logam semakin lemah.

4 Chemical properties of Group 1 elements / Sifat kimia unsur Kumpulan 1:
(a) All atoms of elements in Group 1 have 1 valence electron and achieve a stable duplet/octet electron

arrangement by releasing one electron to form +1 charged ions:

Semua atom unsur mempunyai 1 elektron valens dan mencapai susunan elektron oktet/duplet yang stabil dengan
melepaskan satu elektron valens membentuk ion bercas +1 .

m Publica

54

Bhd.

Chemistry Form 4 • MODULE

Example / Contoh: +e
(i) Atom releases one electron to achieve stable duplet electron arrangement:

Atom litium melepaskan satu elektron untuk mencapai susunan elektron duplet yang stabil:

Li Li+

Electron arrangement / Susunan elektron : 2.1 Electron arrangement / Susunan elektron : 2

Number of protons = 3, total charge: +3 Number of protons = 3, total charge: +3

Bilangan proton = 3, jumlah cas: +3 Bilangan proton = 3, jumlah cas: +3

Number of electrons = 3, total charge: –3 Number of electrons = 2, total charge: –2

Bilangan elektron = 3, jumlah cas: –3 Bilangan elektron = 2, jumlah cas: –2

Lithium atom is neutral . Positively charges lithium ion, Li+ is formed.

Atom litium adalah neutral . Ion litium bercas positif , Li+ terbentuk.

(ii) Sodium atom releases one electron to achieve stable octet electron arrangement:

Atom natrium melepaskan satu elektron untuk mencapai susunan elektron oktet yang stabil:

Na Na+ + e

Electron arrangement / Susunan elektron : 2.8.1 Electron arrangement / Susunan elektron : 2.8
Number of protons = 11, total charge: +11
Number of protons = 11, total charge: +11

Bilangan proton = 11, jumlah cas: +11 Bilangan proton = 11, jumlah cas: +11

Number of electrons = 11, total charge: –11 Number of electrons = 10, total charge: –10

Bilangan elektron = 11, jumlah cas: –11 jumlah cas: –10

Sodium atom is neutral . Bilangan elektron = 10,

Atom natrium adalah neutral . Positively charges sodium ion, Na+ is formed.

Ion natrium bercas positif , Na+ terbentuk.

(b) All elements in Group 1 have similar chemical properties because all atoms in Group 1 have one valence
electron and achieve the stable duplet/octet electron arrangement by releasing its valence electron to
form a positively charged ions.
Semua unsur Kumpulan 1 mempunyai sifat kimia yang sama kerana semua atom unsur Kumpulan 1 mempunyai bilangan

elektron valens yang sama iaitu satu dan mencapai susunan elektron yang stabil dengan melepaskan satu elektron valensnya

untuk membentuk ion bercas positif .

5 The reactivity of alkali metals increases going down the Group 1:
Kereaktifan unsur logam alkali bertambah menuruni Kumpulan 1:

– Atoms of Group 1 metals achieve a stable duplet/octet electron arrangement

by releasing one valence electron to form +1 charged ion. Li
Na
Atom logam Kumpulan 1 mencapai susunan elektron gas adi yang stabil dengan Reactivity
melepaskan satu elektron valens membentuk ion bercas +1. Kereaktifan K

– The reactivity of Group 1 metals depends on the tendency for atoms to
lose electrons; the easier it loses an electron, the reactivity of the metal

increases . increases
bertambah
Kereaktifan logam Kumpulan 1 bergantung pada kesenangan atom melepaskan elektron,

semakin senang elektron dilepaskan, kereaktifan logam semakin bertambah .

– Going down Group 1, the number of shells increases, the atomic size down Group 1
menurun Kumpulan 1
increases and the valence electron in the outer most shell gets further
away from the nucleus.

Menuruni Kumpulan 1, bilangan petala bertambah, saiz atom bertambah dan

elektron valens pada petala terluar semakin jauh dari nukleus.
– The strength of attraction from the proton in the nucleus to the valence

elecron gets weaker .

Kekuatan tarikan nukleus kepada elektron valens semakin lemah .

– The valence electron is loosely held and it is easier for the electron to
be released. senang dilepaskan.

Elektron valens ditarik dengan lemah dan ia makin

m Publication Sdn. Bhd.

55

Nila

MODULE • Chemistry Form 4

6 Chemical reactions of Group 1 elements / Tindak balas kimia unsur Kumpulan 1:
(a) Metal Group 1 reacts with water to produce alkali and hydrogen gas.
Logam Kumpulan 1 bertindak balas dengan air menghasilkan alkali dan gas hidrogen.

2X + 2H2O 2XOH + H2, X is the metal of Group 1
2X + 2H2O 2XOH + H2 , X adalah logam Kumpulan 1

Lithium / Litium
Water / Air

Procedure / Kaedah:
(i) Cut a small piece of lithium using a knife and forceps.

Potong sepotong litium menggunakan pisau dan forsep.
(ii) Dry the oil on the surface of the lithium with filter paper.

Keringkan minyak pada permukaan litium menggunakan kertas turas.
(iii) Place the lithium slowly onto the water surface in a water trough.

Letakkan litium dengan perlahan di atas permukaan air di dalam bekas.
(iv) When the reactions stop, test the solution produced with red litmus paper.

Apabila tindak balas berhenti, uji larutan yang terhasil dengan kertas litmus merah.
(v) Record the observation / Catatkan semua pemerhatian.
(vi) Repeat steps (i) – (v) using sodium and potassium to replace lithium one by one.

Ulang langkah (i) – (v) dengan menggunakan natrium dan kalium menggantikan litium satu demi satu.

Observation / Pemerhatian:

Element Observation Inference Reactivity
Unsur Pemerhatian Inferens Kereaktifan
Li
Reactivity increases down Group 1Lithium moves slowly on the waterLithium is the least reactive metal reacts
Kereaktifan bertambah menuruni Kumpulan 1Nasurface and produces red flame. Thewith water to produce alkaline solution,
colourless solution formed turns red litmus to lithium hydroxide:
tion Sdn.K Litium adalah logam yang paling kurang reaktif
blue . bertindak balas dengan air membentuk larutan
Litium bergerak perlahan dengan nyalaan
beralkali , litium hidroksida.
merah di atas permukaan air. Larutan tidak
berwarna menukarkan kertas litmus merah kepada Balanced equation / Persamaan kimia seimbang:
2Li + 2H2O 2LiOH + H2
biru .
Sodium is reactive metal reacts with water
Sodium moves quickly on the water to produce alkaline solution, sodium
surface and produces yellow flame. The hydroxide.
Natrium adalah logam yang reaktif bertindak
colourless solution formed turns red litmus to balas dengan air membentuk larutan beralkali ,
blue . natrium hidroksida.

Natrium bergerak cepat dengan nyalaan Balanced equation / Persamaan kimia seimbang:
kuning di atas permukaan air. Larutan tidak 2Na + 2H2O 2NaOH + H2

berwarna menukarkan kertas litmus merah kepada Potassium is the most reactive metal
biru . reacts with water to produce alkaline
solution, potassium hydroxide.
Potassium moves very quickly on the Kalium adalah logam yang paling reaktif bertindak
water surface and produce yellow flame. balas dengan air membentuk larutan beralkali ,
The colourless solution formed turns red litmus kalium hidroksida.
to blue .
Kalium bergerak sangat cepat dengan nyalaan Balanced equation / Persamaan kimia seimbang:
2K + 2H2O 2KOH + H2
kuning di atas permukaan air. Larutan tidak
berwarna menukarkan kertas litmus merah kepada

biru .

Nila m Publica

56

Bhd.

Chemistry Form 4 • MODULE

(b) Metal Group 1 reacts with oxygen or air to form metal oxide. The metal oxide dissolves in water to produce
alkaline solution.
Logam Kumpulan 1 bertindak balas dengan oksigen membentuk oksida logam. Oksida logam larut dalam air menghasilkan larutan
berakali.
X2O + H2O 2XOH, X is4aXm+etOal2 elem2Xen2Ot of Group 1 (Li, Na and K)
X2O + H2O 2XOH, X adalah logam unsur Kumpulan 1 (Li, Na dan K)
Combustion spoon / Sudu pembakaran

Gas jar / Balang gas

Chlorine gas / Gas klorin

Burning lithium / Litium menyala

Procedure / Kaedah:
(i) Cut a small piece of lithium using a knife and forceps / Potong secebis kecil litium menggunakan pisau dan forsep.
(ii) Dry the oil on the surface of the lithium with filter paper.

Keringkan minyak pada permukaan litium dengan kertas turas.

(iii) Place the lithium in a combustion spoon and heat lithium until it start to burn.

Letakkan litium pada sudu pembakaraan dan panaskan litium dengan kuat hingga ia menyala.

(iv) Put the burning lithium into a gas jar of oxygen / Letakkan litium yang menyala dalam balang gas berisi oksigen.
(v) When the reaction stop, add water to dissolve the compound formed.

Apabila tindak balas berhenti, tambahkan air untuk melarutkan sebatian yang terbentuk.

(vi) Add a few drops of universal to the solution formed.

Tambahkan beberapa titis penunjuk universal kepada larutan yang terbentuk.

(vii) Record the observation / Catatkan pemerhatian.
(viii) Repeat steps (i) – (vii) using sodium and potassium to replace lithium one by one.

Ulang langkah (i) – (vii) menggunakan natrium dan kalium untuk menggantikan litium satu demi satu.

Observation / Pemerhatian:

Element Observation Inference Reactivity
Unsur Pemerhatian Inferen Kereaktifan

Li – Lithium burns slowly with a red – Lithium is the least reactive metal towards Reactivity increases down Group 1
flame to produce white solid . oxygen. Kereaktifan bertambah menuruni Kumpulan 1
Litium terbakar perlahan dengan nyalaan Litium adalah paling kurang reaktif terhadap
oksigen.
merah menghasilkan pepejal putih .
– The white solid soluble in water to – Lithium reacts with oxygen to produce
lithium oxide .
form colourless solution.
Pepejal putih larut dalam air membentuk Litium bertindak balas dengan oksigen
membentuk litium oksida .
larutan tidak berwarna .
– The solution turns green universal Balanced equation / Persamaan kimia seimbang:
4Li + O2 2Li2O
indicator to purple .
Larutan itu menukarkan warna penunjuk – Lithium reacts with water to form
alkaline solution, lithium hydroxide.
universal dari hijau kepada ungu .
Litium oksida bertindak balas dengan air
membentuk larutan beralkali, litium hidroksida .

Balanced equation / Persamaan kimia seimbang:
Li2O + H2O 2LiOH

m Publicat ion Sdn. B hd.

57

Nila

MODULE • Chemistry Form 4

Na – Sodium burns brightly with a yellow – Sodium is reactive metal towards oxygen.
flame to produce white solid . Natrium adalah logam reaktif terhadap oksigen.
Natrium terbakar terang dengan nyalaan – Sodium reacts with oxygen to produce

kuning menghasilkan pepejal putih . sodium oxide .
– The white solid soluble in water to Natrium bertindak balas dengan oksigen

form colourless solution. membentuk natrium oksida .

Pepejal putih larut dalam air membentuk Balanced equation / Persamaan kimia seimbang:
4Na + O2 2Na2O
larutan tidak berwarna .
– The solution turns green universal – Sodium reacts with water to form
alkaline solution, sodium hydroxide.
indicator to purple .
Larutan itu menukarkan warna penunjuk Natrium bertindak balas dengan air membentuk
larutan beralkali , natrium hidroksida.
universal dari hijau kepada ungu .

Balanced equation / Persamaan kimia seimbang:

Na2O + H2O 2NaOH

K – Potassium burns very brightly – Potassium is the most reactive metal

with a purple flame to produce towards oxygen.
white solid . Kalium adalah logam paling reaktif terhadap
oksigen.
Kalium terbakar sangat terang dengan nyalaan – Potassium reacts with oxygen to
produce potassium oxide .
ungu menghasilkan pepejal putih . Kalium bertindak balas dengan oksigen membentuk

– The white solid soluble in water to kalium oksida .
form colourless solution.
Pepejal putih larut dalam air membentuk Balanced equation / Persamaan kimia seimbang:
4K + O2 2K2O
larutan tidak berwarna .
– Potassium reacts with water to form
– The solution turns green universal alkaline solution, potassium hydroxide.
indicator to purple .
Larutan itu menukarkan warna penunjuk

universal dari hijau kepada ungu . Kalium oksida bertindak balas dengan air

membentuk larutan beralkali , kalium hidroksida.

Balanced equation / Persamaan kimia seimbang:
K2O + H2O 2KOH

(c) Metal Group 1 reacts with with chlorine to produce metal chloride.
Logam Kumpulan 1 bertindak balas dengan klorin menghasilkan logam klorida.

2X + Cl2 X is a metal element of Group 1 (Li, Na and K)
2X + Cl2 + 2H2O 2XCl , X adalah logam unsur Kumpulan 1 (Li, Na dan K)

Combustion spoon / Sudu pembakaran

Gas jar / Balang gas

Chlorine gas / Gas klorin

Burning of metal Group 1
Pembakaran logam Kumpulan 1

Nila m Publication Sdn.

58

Bhd.

Chemistry Form 4 • MODULE

Observation / Pemerhatian:

Element Observation Inference Reactivity
Unsur Pemerhatian Inferen Kereaktifan

Li Lithium burns slowly with a red – Lithium is least reactive metal towards
flame to produce white solid. chlorine.
Litium terbakar perlahan dengan nyalaan Litium adalah paling kurang reaktif terhadap
klorin.
merah menghasilkan pepejal putih .
– Lithium reacts with chlorin to produce
lithium chloride . Reactivity increases down Group 1
Kereaktifan bertambah menuruni Kumpulan 1
Litium bertindak balas dengan klorin membentuk
litium klorida .

Balanced equation / Persamaan kimia seimbang:
2Li + Cl2 2LiCl

Na Sodium burns brightly with a yellow – Sodium is reactive metal towards chlorine.
flame to produce white solid. Natrium adalah logam reaktif terhadap klorin.

Natrium terbakar terang dengan nyalaan – Sodium reacts with chlorine to produce

kuning menghasilkan pepejal putih . sodium chloride .

Natrium bertindak balas dengan klorin membentuk

natrium klorida .

Balanced equation / Persamaan kimia seimbang:
2Na + Cl2 2NaCl

K Potassium burns very brightly with – Potassium is the most reactive metal
a purple flame to produce white towards chlorine.

solid. dengan nyalaan Kalium adalah logam paling reaktif terhadap
Kalium terbakar sangat terang putih .
klorin.
ungu menghasilkan pepejal
– Potassium reacts with chlorine to produce
sodium chloride .

Kalium bertindak balas dengan klorin membentuk

kalium klorida .

Balanced equation / Persamaan kimia seimbang:
2K + Cl2 2KCl

GROUP 17 (HALOGENS) / KUMPULAN 17 (HALOGEN)

1 Consist of Fluorine (F2), Chlorine (Cl2), Bromine (Br2), Iodine (I2) and Astatine (At2).
Terdiri dari Fluorin (F2 ), Klorin (Cl2 ), Bromin (Br2 ), Iodin (I2 ) dan Astatin (At2 ).

Elements Symbol Proton number Electron arrangement Number of shells
Unsur Simbol Nombor proton Susunan elektron Bilangan petala
2
Fluorine / Fluorin F2 19 2.7 3
Chlorine / Klorin Cl2 17 2.8.7 4
Bromine / Bromin Br2 35 2.8.18.7 5
Iodine / Iodin I2 53 2.8.18.18.7

2 Physical properties: Halogens cannot conduct heat and electricity in all state.
Sifat fizik: Halogen tidak boleh mengkonduksi elektrik dan haba dalam semua keadaan.

m Publicat ion Sdn. Bhd.

59

Nila

MODULE • Chemistry Form 4

3 Changes in physical properties going down the group / Perubahan sifat fizik menuruni kumpulan:
(a) The melting and boiling points are low because the molecules are attracted by weak Van der Waals forces, and small
amount of energy is required to overcome these forces. However the melting and boiling points increase going down
the group.
Takat didih dan takat lebur adalah rendah kerana molekul ditarik oleh tarikan Van der Waals yang lemah, sedikit tenaga diperlukan

untuk mengatasi daya itu. Walau bagaimanapun, takat lebur dan takat didih meningkat menuruni kumpulan.
Explanation / Penerangan:

– The atomic size increases going down the Group 17 because of increasing in number of shell , the size
molecules get larger.
Saiz atom bertambah menuruni kumpulan kerana dengan pertambahan bilangan petala , saiz molekul semakin besar.

– The inter molecular forces of attraction (Van der Waals forces) between molecules become stronger.
Daya tarikan antara molekul (daya Van der Waals) antara molekul semakin kuat.

– More heat is needed to overcome the stronger forces between molecules during melting or boiling.
Lebih banyak tenaga diperlukan untuk mengatasi daya antara molekul yang lebih kuat semasa peleburan atau pendidihan.

(b) Physical properties change from gas (fluorine and chlorine) to liquid (bromine) and to solid (iodine) at room
temperature due to increase in the strength of inter molecular forces from fluorine to iodine.

Keadaan fizik berubah dari gas (flourin dan klorin) kepada cecair (bromin) dan kepada pepejal (iodin) pada suhu bilik kerana
pertambahan kekuatan tarikan antara molekul dari flourin kepada iodin.

(c) The density is low and increases going down the group.

Ketumpatan adalah rendah dan semakin meningkat apabila menuruni kumpulan.

(d) The colour of the elements becomes darker going down the group: fluorine (light yellow), chlorine (greenish
yellow), bromine (brown) and iodine (purplish black).

Warna unsur semakin gelap menuruni kumpulan iaitu flourin (kuning muda), klorin (kuning kehijauan), bromin (perang) dan
iodin (ungu kehitaman).

4 Chemical properties of Group 17 elements / Sifat kimia unsur Kumpulan 17:

(a) All atoms of elements in Group 17 have seven valence electrons and achieve a stable octet electron

arrangement by accepting one electron to form negatively charged ions.

Semua atom unsur Kumpulan 17 mempunyai tujuh elektron valens, mencapai susunan elektron oktet yang stabil dengan

menerima satu elektron membentuk ion bercas negatif .
Example / Contoh:
(i) Fluorine atom receives one electron to achieve stable duplet electron arrangement:

Atom flourin menerima satu elektron untuk mencapai susunan elektron oktet yang stabil:

F +e F–

Electron arrangement / Susunan elektron : 2.7 Electron arrangement / Susunan elektron : 2.8

Number of protons = 9, total charge: +9 Number of protons = 9, total charge: +9

Bilangan proton = 9, jumlah cas: +9 Bilangan proton = 9, jumlah cas: +9

Number of electrons = 9, total charge: –9 Number of electrons = 10, total charge: –10

Bilangan elektron = 9, jumlah cas: –9 Bilangan elektron = 10, jumlah cas: –10

Fluorine atom is neutral . Negatively charged fluoride ion, F– is formed.

Atom flourin adalah neutral . Ion flourida, F– bercas negatif terbentuk.

(ii) Chlorine atom receives one electron to achieve stable octet electron arrangement:
Atom klorin menerima satu elektron untuk mencapai susunan elektron oktet yang stabil:

Cl + e Cl–

Electron arrangement / Susunan elektron : 2.8.7 Electron arrangement / Susunan elektron : 2.8.8

Number of protons = 17, total charge: +17 Number of protons = 17, total charge: +17

Bilangan proton = 17, jumlah cas: +17 Bilangan proton = 17, jumlah cas: +17

Number of electrons = 17, total charge: –17 Number of electrons = 18, total charge: –18

Bilangan elektron = 17, jumlah cas: –17 Bilangan elektron = 18, jumlah cas: –18

Chlorine atom is neutral . Negatively charged chloride ion, Cl– is formed.

Atom klorin adalah neutral . Ion klorida, Cl– bercas negatif terbentuk.

(b) All elements in Group 17 have similar chemical properties because atoms in Group 17 have seven valence
electron and achieve the stable octet electron arrangement by receiving one electron to form a negatively
charged ion.

Nila m Publication Sdn.

60

Bhd.

Chemistry Form 4 • MODULE

Semua unsur Kumpulan 17 mempunyai sifat kimia yang sama kerana atom unsur Kumpulan 17 mempunyai tujuh
elektron valens sama dalam atom, mencapai susunan elektron oktet yang stabil dengan menerima satu elektron membentuk ion
bercas negatif .

5 Reactivity of halogens decreases going down the group / Kereaktifan halogen berkurang menuruni kumpulan:

– All the atoms of Group 17 have seven valence electrons and achieve a stable octet Reactivity F
electron arrangement by accepting one electron to form negatively charged ion. Kereaktifan Cl
Semua atom unsur Kumpulan 17 mempunyai tujuh elektron valens dan mencapai susunan elektron Br
oktet yang stabil dengan menerima satu elektron membentuk ion bercas negatif . decreases
berkurang
– The reactivity of a halogen atom depends on the tendency of the atom to receive
electron. down Group 17
Kereaktifan unsur Kumpulan 17 bergantung pada kecenderungan atom menerima elektron. menurun Kumpulan 17

– Going down Group 17, the number of shells increases, atomic size increases.

Apabila menuruni Kumpulan 17, bilangan petala bertambah, saiz atom bertambah.

– Outer shell becomes further from the nucleus.
Petala luar semakin jauh dari nukleus.

– The strength of attraction from the proton in the nucleus to attract one electron into the

outermost occupied shell becomes weaker .
Kekuatan tarikan daripada proton dalam nukleus untuk menarik satu elektron ke dalam petala luar
semakin lemah .
– The strength of a halogen atom to attract electron decreases from fluorine to
astatine (electronegativity decreases).
Kekuatan atom halogen untuk menarik elektron berkurang dari fluorin ke astatin
(keelektronegatifan berkurang).

6 Elements in group 17 exist as diatomic molecules. Two atoms of element sharing one pair of valence electrons to achieve
stable octet electron arrangement.
Unsur Kumpulan 17 wujud sebagai molekul dwiatom. Dua atom unsur berkongsi sepasang elektron valens untuk mencapai susunan elektron

oktet yang stabil.
Example: Two fluorine atoms share one pair of electron to form one fluorine molecule:
Contoh: Dua atom fluorin berkongsi sepasang elektron untuk membentuk molekul fluorin:

koSnhagrsei / Kkonognsigsi FF
FF

Fluorine atom / Atom fluorin Fluorine atom / Atom fluorin Fluorine Mmolekculefl/oMrinolekul fluorin

Chlorine, bromine and iodine exists as diatomic molecules. (Cl2, Br2 and I2)
Klorin, bromin dan iodin wujud sebagai molekul dwiatom (Cl2 , Br2 dan I2 )
7 Chemical properties reactions of Group 17 elements / Tindak balas kimia unsur Kumpulan 17:
(a) Halogen reacts with water with different reactivity / Halogen bertindak balas dengan air dengan kereaktifan berbeza:

X2 + H2O HX + HOX, X is halogen. (Cl2, Br2 and I2) / X2 + H2O HX + HOX, X adalah halogen. (Cl2 , Br2 dan I2 )

Chlorine gas / Gas Klorin Bromine water / Air Bromin Iodine crystals / Hablur Iodin

Chlorine Bromine Water Iodine cystals
Gas klorin Bromin Air Hablur iodin

wWaiaratetrer Water / Air Procedure / Kaedah:
Air – Some iodine crystals are added to
Procedure / Kaedah: Procedure / Kaedah:
– Chlorine gas is passed through – A few drops of bromine water are water in a test tube.
water in a test tube.
Gas klorin dilalukan melalui air dalam added to water in a test tube. Sedikit hablur iodin ditambah kepada air
tabung uji. Beberapa titis air bromin ditambah
– The solution produced tested with kepada air dalam tabung uji. dalam tabung uji.
blue litmus paper. – The test tube is shaken.
Larutan yang terhasil diuji dengan kertas Tabung uji digoncang. – The test tube is shaken.
litmus biru. – The solution produced tested with
blue litmus paper. Tabung uji digoncang.
Larutan yang terhasil diuji dengan kertas
litmus biru. – The solution produced tested with

blue litmus paper.

Larutan yang terhasil diuji dengan kertas

litmus biru.

m Publication Sdn. Bhd.

61

Nila

MODULE • Chemistry Form 4

Observation / Pemerhatian: Observation / Pemerhatian: Observation / Pemerhatian:
– Chlorine dissolves rapidly in – Bromine dissolves slowly in – Iodine dissolves slightly in

water to form light yellow solution: water to form brown solution: water to form brown solution:
Klorin larut dengan cepat dalam air Bromin larut dengan perlahan dalam Iodin larut dengan sedikit dalam

menghasilkan larutan berwarna kuning air menghasilkan larutan berwarna air menghasilkan larutan berwarna

muda: perang: perang:

Cl2 + H2O HCl + HOCl Br2 + H2O HBr + HOBr I2 + H2O HI + HOI

– The solution changes blue – The solution changes blue – The solution changes blue
litmus paper to red and litmus paper to red and litmus paper to red . The
qucikly decolourises it. slowly decolourises it. litmus paper is not decolourises .
Larutan menukarkan kertas litmus biru Larutan menukarkan kertas litmus biru Larutan menukarkan kertas litmus biru
kepada merah . Kertas litmus tidak
kepada merah dan melunturkannya kepada merah dan melunturkannya dilunturkan .
dengan cepat. dengan perlahan.

Inference / Inferens:
– Chlorine, bromine and iodine react water to form acidic solution.

Klorin, bromin dan iodin bertindak balas dengan air membentuk larutan berasid.

– Solubility decreases from chlorine to iodine / Keterlarutan berkurang dari klorin kepada iodin.

(b) Halogens react with sodium hydroxide solution / Halogen bertindak balas dengan larutan natrium hidroksida:

X2 + 2NaOH NaX + NaOX + H2O, X2 is halogen. (Cl2, Br2 and I2)
X2 + 2NaOH NaX + NaOX + H2O, X2 adalah halogen. (Cl2 , Br2 dan I2 )

Complete the following / Lengkapkan yang berikut:

(i) Cl2 + 2NaOH NaCl + NaOCl + H2O Reactivity decreases
(ii) Br2 + 2NaOH NaBr + NaOBr + H2O Kereaktifan berkurang
(iii) I2 + 2NaOH
NaI + NaOI + H2O

(c) Halogens react with hot iron to form brown solid, iron(III) halide.
Halogen bertindak balas dengan besi panas membentuk pepejal perang, ferum(III) halida.

Iron wool / Wul besi

Chlorine or Heat Iodine Iron wool
Bromine Haba Iodin Wul besi
Klorin atau
Heat / Haba
Bromin

NaOH to absorb chlorine/bromine
NaOH untuk menyerap klorin/bromin

2Fe + 3X2 2FeX3, X2 represents any halogen. (Cl2, Br2 or I2)
2Fe + 3X2 2FeX3, X2 mewakili sebarang halogen. (Cl2 , Br2 atau I2 )

Halogen Observation Chemical equation
Halogen Pemerhatian Persamaan kimia

Chlorine Iron wool burns very brightly and forms a brown solid 2Fe + 3Cl2 2FeCl3
Klorin when cooled. dan membentuk pepejal perang 2Fe + 3Br2 2FeBr3
Wul besi terbakar dengan terang
2Fe + 3I2 2FeI3
apabila sejuk.

Bromine Iron wool burns brightly and forms a brown solid when
Bromin cooled.
Wul besi berbara dengan sangat terang dan membentuk pepejal

perang apabila sejuk.

Iodine Iron wools glows slowly with a dull glow and forms a
Iodin brown solid when cooled.
Wul besi berbara dengan perlahan dan membentuk pepejal perang

apabila sejuk.

Nila m Publication Sdn.

62

Bhd.

Chemistry Form 4 • MODULE

Experiment (a), (b) dan (c) show that all halogens have similar chemical properties but their reactivity

decreases going down the group:

Eksperimen (a), (b) dan (c) menunjukkan semua halogen menunjukkan sifat kimia yang sama tetapi kereaktifannya

berkurang apabila menuruni kumpulan.

Reactivity decreases / Kereaktifan berkurang

F2, Cl2, Br2 and I2 / F2 , Cl2 , Br2 dan I2

PERIOD / KALA

1 Horizontal rows in the periodic table / Baris mendatar dalam Jadual Berkala.

2 There are seven periods known as Period 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 / Terdapat 7 kala ditulis sebagai Kala 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.

3 The number of period of an element represents the number of shells occupy with electrons in each atom of element.
Nombor kala suatu unsur mewakili bilangan petala yang diisi oleh elektron di dalam setiap atom unsur.

Elements Proton number Electron arrangement Number of shells Period
Unsur Nombor proton Susunan elektron Bilangan petala Kala
Li 3 2.1 2 2
Na 11 2.8.1 3 3
K 19 2.8.8.1 4 4

4 Period 3 elements (complete the following table): / Unsur Kala 3 (lengkapkan jadual berikut):

Elements / Unsur Na Mg Al Si P S Cl Ar
11 12 13 14 15 16 17 18
Proton number 2.8.1 2.8.2 2.8.3 2.8.4 2.8.5 2.8.6 2.8.7 2.8.8
Nombor proton 3 3 3 3 3 3 3 3
+11 +12 +13 +14 +15 +16 +17 +18
Electron arrangement 0.191 0.160 0.130 0.118 0.110 0.102 0.099 0.095
Susunan elektron

Number of shells
Bilangan petala

Positive charge in the nucleus
Bilangan cas positif dalam nukleus

Radius (nm)
Jejari (nm)

5 Physical changes across the Period 3 (from left to right) / Perubahan fizik merentasi Kala 3(dari kiri ke kanan):
(a) Change in atomic radius across Period 3 / Perubahan jejari atom merentasi Kala 3:

The atomic radius of the atoms decreases from sodium to chlorine
Jejari atom berkurang dari natrium kepada klorin

Na Mg Al Si P S Cl

Atom / Atom Na Mg Al Si 16 p S Cl
Number of proton / Bilangan proton 11 p 12 p 13 p 14 p P 16 p 17 p
Positive charge / Cas positif +11 +12 +13 +14 +16 +17
Electron arrangement / Susunan elektron 2.8.1 2.8.2 2.8.3 2.8.4 15 p 2.8.6 2.8.7
+15
2.8.5 ion Sdn. B

– All the atoms of elements have 3 shells occupied with electrons . 63
Semua atom unsur mempunyai 3 petala berisi elektron.

m Publicat hd.

Nila

MODULE • Chemistry Form 4

– The proton number increases by one unit from sodium to chlorine.

Nombor proton bertambah satu unit dari natrium kepada klorin.

– Increase in proton number causes the number of positive charge in the nucleus to increase .

Pertambahan nombor proton menyebabkan bilangan cas positif pada nukleus bertambah .

– The strength of attraction from the proton in the nucleus to the electrons in the shells increases .

Daya tarikan proton dalam nukleus terhadap elektron dalam petala bertambah .
– The size of atom decreases across period 3 / Jejari atom unsur berkurang merentasi Kala 3.

(b) Change in electronegativity / Perubahan keelektronegatifan:
– Electronegativity: The strength of an atom in a molecule to attract electron towards its nucleus.
Kelektronegatifan: Kekuatan suatu atom dalam molekul menarik elektron ke arah nukleusnya.
– The atomic radius decreases due to the increasing nuclei attraction on the electrons in the shells from
sodium to chlorine.
Jejari atom berkurang kerana daya tarikan nukleus terhadap elektron dalam petala bertambah dari natrium kepada
klorin.
– The size of atom decreases from sodium to chlorine.
Saiz atom berkurang dari natrium kepada klorin.

– Tendency of atoms to attract electron to the outermost shells increases from sodium to chlorine.
Kekuatan nukleus menarik elektron kepada petala paling luar bertambah dari natrium kepada klorin.

– The electronegativity increases across Period 3 from sodium to chlorine.
Keelektonegatifan bertambah merentasi Kala 3 dari natrium kepada klorin.

(c) Physical state / Keadaan fizik:
(i) The physical state of elements in a period changes from solid to gas from left to right.
Keadaan fizik unsur-unsur dalam suatu kala berubah dari pepejal kepada gas dari kiri ke kanan.
(ii) Metals on the left are solid while non-metals on the right are usually gases.
Logam di sebelah kiri adalah pepejal dan bukan logam di sebelah kanan kebanyakannya adalah gas.

(d) Changes in metallic properties and electrical conductivity / Perubahan sifat kelogaman dan kekonduksian elektrik:

Element / Unsur Na Mg Al Si P S Cl Ar
Metallic properties
Sifat kelogaman Metal Semi metal Non-metal
Electrical conductivity Logam Separa logam Bukan logam
Kekonduksian elektrik
Good conductors Weak conductor of electric but it increases with Cannot conduct electricity
of electric. the presence of boron or phosphorous. Tidak boleh mengkonduksi
Konduktor elektrik Konduktor elektrik yang lemah tetapi bertambah dengan elektrik
yang baik. kehadiran boron atau fosforus.
Uses: semi-conductor / Kegunaan: semi konduktor

6 Changes in properties of oxide of elements Period 3 / Sifat oksida unsur Kala 3:

Na Mg Al Si P S Cl
Basic oxide / Oksida bes Amphoteric oxide / Oksida amfoterik Acidic oxide / Oksida asid

Basic oxide + Water Alkali Amphoteric oxide + Acid Salt + Water Acidic oxide + Water Acid
Oksida bes + Air Alkali Oksida amfoterik + Asid Garam + Air Oksida asid + Air Asid
Amphoteric oxide + Alkali Salt + Water
Example / Contoh: Oksida amfoterik + Alkali Garam +Air Example / Contoh:
Na2O + H2O 2NaOH SO2 + H2O H2SO3
Example / Contoh:
Basic oxide + Acid Salt + Water Al2O3 + 6HNO3 2Al(NO3)3 +3H2O Acidic oxide + Alkali Salt + Water
Oksida bes + Asid Garam + Air Al2O3 + 2NaOH 2NaAlO2 + H2O Oksida asid + Alkali Garam + Air

Example / Contoh: Example / Contoh:
MgO + 2HCl MgCl2 + H2O SiO2 + 2NaOH Na2SiO3 + H2O

(a) Elements in Period 3 can be classified as metals and non-metals based on basic and acidic properties of their
oxides / Unsur Kala 3 boleh dikelaskan sebagai logam dan bukan logam berdasarkan sifat kebesan dan keasidan oksidanya.

(i) Basic oxide is metal oxide that can react with acid to form salt and water .

Oksida bes adalah oksida logam yang boleh bertindak balas dengan asid membentuk garam dan air .

Nila m Publication Sdn.

64

Bhd.

Chemistry Form 4 • MODULE

(ii) Acidic oxide is non-metal oxide that can react with alkali to form salt and water .
Oksida asid adalah oksida bukan logam yang boleh bertindak balas dengan alkali membentuk garam dan
air .

(iii) Amphoteric oxide is oxide that can react with both acid and alkali to form salt and water .
Oksida amfoterik adalah oksida yang boleh bertindak balas dengan asid dan alkali untuk membentuk garam
dan air .

(b) Complete the following table / Lengkapkan jadual berikut:
(i) Reaction with water / Tindak balas dengan air:

Oxide Solubility in water pH Type of oxide
Oksida Keterlarutan dalam air pH larutan Jenis oksida
Basic oxide
Sodium oxide, Na2O White solid dissolve in water 14
Natrium oksida, Na2O Pepejal putih larut dalam air Basic oxide
9
Magnesium oksida, MgO White solid slightly dissolve in water –
Magnesium oksida, MgO Pepejal putih larut separa dalam air –
–
Aluminium oxide, Al2O3 Insoluble –
Aluminium oksida, Al2O3 Tidak larut Acidic oxide
3 Acidic oxide
Silicon oxide, SiO2 Insoluble 3
Silikon oksida, SiO2 Tidak larut

Phosphorous oxide, P4O10 White solid dissolve in water
Fosforus oksida, P4O10 Pepejal putih larut dalam air

Sulphur dioxide, SO2 White solid dissolve in water
Sulfur dioksida, SO2 Pepejal putih larut dalam air

(ii) Reaction between the oxide of elements Period 3 with nitric acid and sodium hydroxide solution:
Tindak balas antara oksida unsur Kala 3 dengan asid nitrik dan larutan natrium hidroksida:

Observation / Pemerhatian

Oxide Reaction with dilute nitric Reaction with sodium Type of oxide
Oksida acid hydroxide solution Jenis oksida
Tindak balas dengan asid nitrik cair Tindak balas dengan natrium hidroksida
Magnesium oxide, MgO Basic oxide
Magnesium oksida, MgO The white solid dissolve to No change. The white solid does
not dissolve.
form colourless solution. Tiada perubahan. Pepejal putih tidak
Pepejal putih larut membentuk larut.
larutan tanpa warna.

Aluminium oxide, Al2O3 No change. The white solid The white solid dissolve to form Amphoteric oxide
Aluminium oksida, Al2O3 does not dissolve.
Tiada perubahan. Pepejal putih tidak colourless solution.
larut. Pepejal putih larut membentuk larutan
tanpa warna.

Silicon oxide, SiO2 No change. The white solid The white solid dissolve to form Acidic oxide
Silikon oksida, SiO2 does not dissolve.
Tiada perubahan. Pepejal putih tidak colourless solution.
larut. Pepejal putih larut membentuk larutan
tanpa warna.

m Publication Sdn. Bhd.

65

Nila

MODULE • Chemistry Form 4

7 Steps to compare and explain the change in atomic size/ radius/ electronegativity across Period 3, reactivity down
Group 1 and Group 17:
Langkah-langkah untuk membanding dan menerangkan perubahan saiz atom/ jejari/ keelekronegatifan merentasi Kala 3, kereaktifan
menuruni Kumpulan 1 dan Kumpulan 17:

Reactivity increases down Group 1/Kereaktifan bertambah menurun Kumpulan 1 16 p Reactivity decreases down Group 17/Kereaktifan berkurang menurun Kumpulan 17

Atomic radius of the atoms decreases across Period 3 from sodium to chlorine.
Jejari atom berkurang merentasi Kala 3 dari natrium kepada klorin.

(a) To Compare Atomic Size/ Radius and Electronegativity Across Period 3:
Membanding Jejari/ Saiz Atom dan Keelektronegatifan Merentasi Kala 3:

(i) Compare number of shells in each atom.

Bandingkan bilangan petala dalam setiap atom.

(ii) Compare number of proton in the nucleus.

Li Bandingkan bilangan proton dalam nukleus. F
(iii) Compare the strength of attraction from the nucleus to the electrons in the shells .

Bandingkan kekuatan tarikan dari proton dalam nukleus kepada elektron dalam petala . Cl
Na (iv) Compare the atomic size/ Compare the electronegativity.

Bandingkan saiz atom/ Bandingkan keelektronegatifan.

(b) To Compare Reactivity Down Group 1 and Group 17:
Membanding Kereaktifan Menuruni Kumpulan 1 dan Kumpulan 17:

(i) Compare number of shells in each atom.

K Bandingkan bilangan petala dalam setiap atom. Br

(ii) Compare the strength of proton in the nucleus to attract valence electron (Group 1)// to attract

electron to the outermost shells (Group 17).

Bandingkan kekuatan proton dalam nukleus menarik elektron valens (Kumpulan 1) // menarik

elektron ke petala paling luar (Kumpulan 17).

(iii) Compare tendency of the atom to release electron (Group 1)// receive electron (Group 17).

Bandingkan kecenderungan atom untuk melepaskan elektron (Kumpulan 1) // menerima
elektron (Kumpulan 17).

TRANSITION ELEMENT / UNSUR PERALIHAN

1 Situated between Group 2 and 13. The examples of transition element are Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu and Zn.

Terletak antara Kumpulan 2 dan 13. Contoh unsur peralihan adalah Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu dan Zn.

2 Show metal properties: Shiny, conducts heat and electricity, malleable, high tensile strength, high melting point and
density.

Mempunyai sifat logam: Permukaan berkilat, konduktor haba dan elektrik, bersifat mulur, boleh ditempa, kekuatan tegangan yang tinggi,

takat lebur dan ketumpatan tinggi.

3 Special characteristics / Ciri istimewa:
(a) Form coloured compound / Membentuk sebatian berwarna.

Example / Contoh:

Iron(III) chloride is brown, iron(II) chloride is green and copper(II) sulphate is blue.

Ferum(III) klorida adalah perang, ferum(II) klorida adalah hijau dan kuprum(II) sulfat adalah biru.

(b) Form different oxidation numbers / Membentuk nombor pengoksidaan berbeza.

(c) Form complex ions: iMnniOnd4–u, sCtrr2iOes72/–,BCerrOgu42n–a, etc / Membentuk ion kompleks: MnO4–, Cr2O72–, CrO42–, dan sebagainya.
(d) Useful as a catalyst sebagai mangkin dalam industri.

Example / Contoh:

Iron: Haber Process in the manufacture of ammonia / Ferum: Proses Haber dalam penghasilan ammonia.

N2 + 3H2 Fe 2NH3

Vanadium(V) Oxide: Contact Process in the manufacture of sulphuric acid.
Vanadium(V) Oksida: Proses Sentuh dalam penghasilan asid sulfurik.

2SO2 + O2 2SO3

Nila tion Sdn. Platinum: Ostwald Process in the manufacture of nitric acid / Platinum: Proses Ostwald dalam penghasilan asid nitrik.

m Publica

66

Bhd.

Chemistry Form 4 • MODULE

EXERCISE / LATIHAN
1 The diagram below shows the electron arrangement for atoms P and Q.

Rajah di bawah menunjukkan susunan elektron bagi atom P dan Q.

PQ

(a) Elements P and Q are placed in the same group in Periodic Table. State the group.
Unsur P dan Q terletak dalam kumpulan yang sama dalam Jadual Berkala. Nyatakan kumpulan itu.
Group 1

(b) How is elements P and Q kept in the laboratory? Give reason for your answer.
Bagaimanakah unsur P dan Q disimpan di dalam makmal? Berikan sebab bagi jawapan anda.
In paraffin oil. To prevent them from reacting with oxygen or water vapour in the atmosphere.

(c) (i) Write chemical equation for the reaction between elements P with water.
Tuliskan persamaan kimia untuk tindak balas antara unsur P dengan air.
2P + 2H2O 2POH + H2

(ii) What is the expected change of colour when a few drops of phenolphthalein are added into the aqueous
solution of the product? Explain your answer.
Apakah perubahan warna yang dijangkakan apabila beberapa titik fenolftalein dititiskan ke dalam larutan akueus yang
terhasil? Terangkan jawapan anda.
Colourless to purple/ pink. The solution formed is alkaline.

(iii) Between element P and element Q, which is more reactive in the reaction with water?
Antara unsur P dan Q, yang manakah lebih reaktif apabila bertindak balas dengan air?
Element Q is more reactive than P.

(iv) Explain your answer in (c)(iii) / Terangkan jawapan anda dalam (c)(iii).
The size of atom Q is larger than atom P.

The valence electron of atom Q is further away from the nucleus compared to atom P.

The attraction forces between proton in the nucleus to the valence electron of atom Q is weaker than atom P.

Atom Q is easier to release the valence electron compared to atom P.

(d) Name one element that has the same chemical properties as P and Q.
Namakan satu elemen yang mempunyai ciri-ciri kimia yang sama dengan P dan Q.
Potassium

2 The diagram below shows the information regarding elements W and X which are from the same group in the Periodic
Table.
Rajah di bawah menunjukkan maklumat mengenai unsur W dan X yang terletak di kumpulan yang sama dalam Jadual Berkala.

W19 X35
9
17

(a) (i) Write the electron arrangement of atom of elements W and X / Tuliskan susunan elektron bagi atom unsur W dan X.
2.7 2.8.7
Atom W / Atom W : Atom X / Atom X :

(ii) State the position of elements W and X in the Periodic Table.
Nyatakan kedudukan unsur W dan X dalam Jadual Berkala.
Element W / Unsur W : Group 17, Period 2

Element X / Unsur X : Group 17, Period 3

(iii) Do elements W and X show the same chemical property? Explain your answer.
Adakah unsur W dan X menunjukkan sifat kimia yang serupa? Terangkan jawapan anda.

Elements W and X have the same chemical property. Atoms W and X have the same number of valence

electrons.

(b) State the type of particles of substances W and X / Nyatakan jenis zarah yang terdapat pada W dan X.
Molecule

m Publication Sdn. Bhd.

67

Nila

MODULE • Chemistry Form 4

(c) (i) Compare the boiling point of elements W and X. Explain the difference.
Bandingkan takat didih unsur W dan X. Terangkan perbezaan itu.

The boiling point of element X is higher than element W.

The size of molecule X2 is bigger than molecule W2 .
The forces of attraction between molecules X2 is stronger than molecule W2.
More heat energy is needed to overcome the stronger forces between molecules.

(d) (i) Element X can react with sodium element to form a compound. Write the chemical equation for the reaction.
(ii) Unsur X boleh bertindak balas dengan unsur natrium untuk membentuk sebatian. Tulis persamaan kimia untuk tindak balas
tersebut.
X2 + 2Na 2NaX

How does the reactivity of element W and element X differ? Explain your answer.
Bagaimanakah kereaktifan unsur W dan X berbeza? Terangkan jawapan anda.
Element W is more reactive than element X.

The size of atom W is smaller than atom X.

The outermost occupied shell of atom W is nearer to the nucleus compare to atom X.

The strength of the nucleus of atom W to attract electron to the outermost shell is stronger than atom X.

3 The table below shows the number of neutron and relative atomic mass of eight elements represented as P, Q, R, S, T, U
and W.
Jadual di bawah menunjukkan bilangan neutron dan jisim atom relatif bagi lapan unsur yang diwakili oleh huruf P, Q, R, S, T, U, V dan W.

Atom / Unsur P Q R S T U V W
12 12 14 14 16 16 18 22
Number of neutron 23 24 27 28 31 32 35 40
Bilangan neutron dalam atom 11 12 13 14 15 16 17 18
2.8.1 2.8.2 2.8.3 2.8.4 2.8.5 2.8.6 2.8.7 2.8.8
Relative atomic mass
Jisim atom relatif

Number of proton
Bilangan proton dalam atom

Electron arrangement
Susunan elektron dalam atom

(a) Complete the above table by writing the number of proton and electron arrangement for the atom of each element.
Lengkapkan jadual di atas dengan menulis bilangan proton dan susunan elektron bagi atom setiap unsur.

(b) (i) State the period of element P – W in the Periodic Table. Explain your answer.
Nyatakan kala manakah unsur P – W terletak dalam Jadual Berkala? Terangkan jawapan anda.

Period 3 because P – W atoms have three shells occupied with electrons.

(ii) What is the proton number of another element that is in the same group as P?
Nyatakan bilangan proton bagi unsur lain yang sama kumpulan dengan P.

3/19

(c) Write the standard representation for element Q / Tuliskan simbol perwakilan piawai untuk unsur Q.
Q24

12

(d) Which element exist as / Unsur yang manakah wujud sebagai

monoatomic gas / gas monoatom? W diatomic gas / gas dwiatom? T/ U/ V

(e) (i) Which element can react vigorously with water to produce hydrogen gas?
(ii) Unsur yang manakah bertindak balas cergas dengan air untuk menghasilkan gas hidrogen?

P

Write the balanced equation for the reaction in (e)(i) / Tuliskan persamaan seimbang untuk tindak balas (e)(i).
2P + 2H2O 2POH + H2

Nila m Publication Sdn.

68

Bhd.

Chemistry Form 4 • MODULE

(f) State the arrangement of elements T, U and V in the order of increasing atomic radius. Explain your answer.
Nyatakan susunan unsur T, U dan V dalam tertib pertambahan jejari atom. Terangkan jawapan anda.
V, U and T. Atoms of T, U, and V have three shells occupied with electrons.

The proton number // positive charges in the nucleus increases from T to V.

The forces of attraction between proton in the nucleus and the electrons in the shells increase from T to V.

The shells filled with electrons are pulled nearer to the nucleus from T to V.

4 The diagram below shows part of the Periodic Table of Elements. X, Y, A, B, D, E, F and G do not represent the actual
symbols.
Rajah di bawah menunjukkan sebahagian daripada Jadual Berkala Unsur. X, Y, A, B, D, E, F dan G tidak mewakili simbol yang sebenar.

X
Y

A BDE
FG

(a) (i) State the position of element B in the Periodic Table / Nyatakan kedudukan unsur B dalam Jadual Berkala.
Period 3, Group 13

(ii) Explain your answer in (a)(i) / Terangkan jawapan anda dalam (a)(i).
Electron arrangement atom B is 2.8.3. Atom B has three valence electrons, element B is in Group 13. Atom B

has three shells occupied with electrons, element B is in Period 3.

(b) (i) Which element is monatomic gas / Unsur yang manakah adalah gas monoatom?
Element Y

(ii) Explain your answer in (b)(i) / Terangkan jawapan anda dalam (b)(i).
Atom Y has achieved octet electron arrangement // has electron arrangement 2.8.

(c) Choose an element that / Pilih unsur yang: X/D/E
(i) exists in the form of molecule / wujud dalam bentuk molekul D/E
(ii) forms acidic oxide / membentuk oksida asid X
(iii) has atoms that have no neutron / atom yang tiada neutron A/F
(iv) is an alkali metal / logam alkali B
(v) forms amphoteric oxide / membentuk oksida amfoterik C
(vi) has a proton number of 15 / mempunyai nombor proton 15 F
(vii) is most electropositive / paling elektropositif A/F
(viii) forms basic oxide / membentuk oksida bes G
(ix) forms coloured compound / membentuk sebatian berwarna

(d) Arrange Y, A, B, D and E according to the order of increasing atomic size.
Susun Y, A, B, D dan E mengikut tertib pertambahan saiz atom.

Y, E, D, B, A

(e) (i) Write the electron arrangement for an atom of element / Tulis susunan elektron bagi atom unsur:
(ii)
D: 2.8.5 E: 2.8.7

Compare electronegativity of elements D and E / Bandingkan keelektronegatifan unsur D dan E.
Element E is more electronegative than element D.

(iii) Explain your answer in (e)(ii) / Terangkan jawapan anda dalam (e)(ii).
Atoms E and D have the same number of shells occupied with electrons. The number of proton in the nucleus

of atom E is more than atom D. The strength of proton in nucleus to attract electrons to the outermost shells

in atom E is stronger than of atom D.

m Publication Sdn. Bhd.

69

Nila

MODULE • Chemistry Form 4

Objective Questions / Soalan Objektif

1 Proton number of element P is 8. What is the position of this X oxide Y oxide Z oxide
element in the Periodic Table of Elements? Oksida X Oksida Y Oksida Z
A Amphoteric
Nombor proton unsur P adalah 8. Apakah kedudukan unsur P dalam Amfoterik Acidic Basic
B Amphoteric Asid Bes
Jadual Berkala Unsur? Amfoterik
C Acidic Basic Acidic
Group/Kumpulan Period / Kala Bes Asid
Asid
A 16 2 Amphoteric Basic
D Acidic Amfoterik Bes
B 16 3
Asid Acidic Basic
C 18 2 Asid Bes

D 18 3

2 Potassium reacts with element Q from Group 17 in Periodic 6 The table below shows the properties of the oxide of elements
Table. Which of the following chemical equations is correct? X, Y and Z which are located in Period 3 of the Periodic Table.

Kalium bertindak balas dengan unsur Q dalam Kumpulan 17 dalam Jadual di bawah menunjukkan sifat oksida unsur X, Y dan Z yang berada

Jadual Berkala Unsur. Antara persamaan kimia berikut, yang manakah dalam Kala 3 Jadual Berkala Unsur.

betul? Element Property of the oxide formed
Unsur Sifat oksida yang terbentuk
A K + Q KQ C 2K + Q2 2KQ
B K+ + Q – KQ D K + Q2 KQ2 X – Oxide of X reacts with nitric acid.
Oksida X bertindak balas dengan asid nitrik.
3 The diagram below shows the position of elements X, Y and Z
in the Periodic Table. – Oxide of X does not react with sodium hydroxide

Rajah di bawah menunjukkan kedudukan unsur X, Y dan Z dalam Jadual solution./Oksida X tidak bertindak balas dengan larutan
natrium hidroksida.
Berkala Unsur.

X Y – Oxide of Y reacts with sodium hydroxide solution.
Y Oksida Y bertindak balas dengan larutan natrium
Z hidroksida.

– Oxide of Y does not react with nitric acid
Oksida Y tidak bertindak balas dengan asid nitrik.

Which of the following statements is true? Z – Oxide of Z reacts with sodium hydroxide solution.
Antara pernyataan berikut, yang manakah benar? Oksida Z bertindak balas dengan larutan natrium
hidroksida.
A All the elements can conduct electricity.
Semua unsur boleh mengkonduksi elektrik. – Oxide of Z reacts with nitric acid.
Oksida Z bertindak balas dengan asid nitrik.
B All the elements exist as gas at room temperature.
Semua unsur wujud dalam bentuk gas pada suhu bilik. What is the correct arrangement of elements X, Y and Z from

C The boiling points of the elements increase from left to right in Period 3 of the Periodic Table?
X Y Z.
Apakah susunan yang betul bagi unsur X, Y dan Z dari kiri ke kanan Kala
Takat didih unsur bertambah dari X → Y → Z.
D The density of the elements decreases going down from 3 Jadual Berkala Unsur?

X Y Z. A Z, X, Y C X, Y, Z
B X, Z, Y D Y, Z, X
Ketumpatan unsur berkurang dari X → Y → Z.
7 The following statements describe the characteristic of an
4 Which of the following elements can form acidic oxide? element:
Antara berikut, yang manakah dapat membentuk oksida asid?
Pernyataan berikut menerangkan sifat suatu unsur.
I Calcium / Kalsium III Potassium / Kalium
– Used as a catalyst / Digunakan sebagai mangkin.
II Sulphur / Sulfur IV Nitrogen / Nitrogen – Forms coloured ions or compound.

A I and II only / I dan II sahaja Membentuk ion atau sebatian berwarna.
B I and III only / I dan III sahaja – Shows different oxidation number in its compound.
C II and IV only / II dan IV sahaja
D III and IV only / III dan IV sahaja Menunjukkan numbor pengoksidaan yang berbeza.

5 The diagram below shows the standard representation for Which of the following is the position of the element in the
elements X, Y and Z. Periodic Table of Element?
Antara berikut, yang manakah adalah kedudukan unsur tersebut dalam
Rajah di bawah menunjukkan simbol unsur X, Y dan Z. Jadual Berkala Unsur?

X27 Y32 Z23

13 16 11

What type of oxides are formed by X, Y and Z? AB C D
Apakah jenis oksida terbentuk dari X, Y dan Z?

Nila m Publication Sdn.

70

Bhd.

Chemistry Form 4 • MODULE

8 The table below shows the proton number of elements in 10 The table below shows the proton numbers of elements X and
Period 3 of the Periodic Table of Elements. Y.

Jadual di bawah menunjukkan nombor proton unsur dalam Kala 3 Jadual Jadual di bawah menunjukkan nombor proton unsur X dan Y.

Berkala Unsur. Elements / Unsur Proton number / Nombor proton

Elements Proton number Radius (nm) X 11
Unsur Nombor proton Jejari (nm)
Y 19
Na 11 0.191
Which statements are true about elements X and Y?
Mg 12 0.160 Antara pernyataan berikut, yang manakah benar tentang unsur X dan
Y?
Al 13 0.130 I Atoms X and Y have one valence electron.

Si 14 0.118 Atom X dan Y mempunyai satu elektron valens.
II Elements X is more reactive than element Y.
P 15 0.110
Unsur X lebih reaktif daripada unsur Y.
S 16 0.102 III Atom X has a bigger atomic size than atom Y.

Cl 17 0.099 Saiz atom X lebih besar daripada saiz atom Y.
IV Elements X and Y are in the same group in the Periodic
Ar 18 0.095
Table.
Why does the atomic radius of the atoms decrease from sodium Unsur X dan Y berada dalam kumpulan sama dalam Jadual
to argon in the period? Berkala.
Mengapakah saiz atom berkurang dari natrium ke argon dalam kala? A I and III only / I dan III sahaja
A The number of valence electrons increases. B I and IV only / I dan IV sahaja
C II and III only / II dan III sahaja
Bilangan elektron valens bertambah. D II and IV only / II dan IV sahaja
B The electronegativity of the elements increases.

Keelektronegatifan unsur bertambah.
C The properties of the elements change from metallic to

non-metallic.

Sifat unsur berubah dari logam kepada bukan logam.
D The strength of attraction of the nucleus to the electrons

in the shells increases.

Kekuatan tarikan nukleus kepada elektron dalam petala

bertambah.

9 The table below shows proton number for elements P, Q and
R.
Jadual di bawah menunjukkan nombor proton bagi unsur P, Q dan R.

Elements / Unsur Proton number / Nombor proton

P 11

Q 17

R 19

Which of the following statements about these elements are
true?
Antara pernyataan berikut, yang manakah benar tentang unsur-unsur
tersebut?
I P and R has the lowest number of valence electrons.

P dan R mempunyai bilangan elektron valens paling rendah.
II P and R have similar chemical properties.

P dan R mempunyai sifat kimia yang sama.
III Size of atom R is bigger than size of atom Q.

Saiz atom R lebih besar daripada saiz atom Q.
IV Element R is more electronegative than element Q.

Unsur R lebih elektronegatif daripada unsur Q.
A I, II and III / I, II dan III
B I, II dan IV / I, II dan IV
C I, III dan IV / I, III dan IV
D II, III dan IV / II, III dan IV

m Publication Sdn. B hd.

71

Nila

MODULE • Chemistry Form 4 CHEMICAL BOND

4 IKATAN KIMIA

TYPE OF CHEMICAL BOND / JENIS IKATAN KIMIA

• IONIC BOND / IKATAN ION
– To predict the formulae of ionic compounds based on the electron arrangement.
Meramal formula sebatian ion berdasarkan susunan elektron.
– To describe the formation of ionic bond / Menghuraikan pembentukan ikatan ion.
– To draw the diagram of the formation of ionic bond / Melukis rajah pembentukan ikatan ion.

• COVALENT BONDS / IKATAN KOVALEN
– To predict the formulae of molecules of elements or covalent compounds as well as the types of covalent bond.
Meramal formula molekul unsur atau molekul sebatian kovalen serta jenis ikatan kovalen.
– To describe the formation of covalent bonds / Menghuraikan pembentukan ikatan kovalen.
– To draw the diagram of the formation of covalent bonds / Melukis rajah pembentukan ikatan kovalen.

Nila tion Sdn. PROPERTIES OF IONIC AND COVALENT COMPOUNDS / SIFAT SEBATIAN ION DAN KOVALEN
• IONIC COMPOUNDS / SEBATIAN ION

– To state and explain the properties from the aspect of melting point and electrical conductivity in solid and molten state.
Menyatakan dan menerangkan sifat dari segi takat lebur, kekonduksian elektrik dalam keadaan pepejal dan leburan.

• COVALENT COMPOUNDS / SEBATIAN KOVALEN
– To state the solubility in water and organic solvents / Menyatakan keterlarutan dalam air dan pelarut organik.
– To differentiate between ionic and covalent compounds / Membezakan sebatian ion dengan sebatian kovalen.

CHEMICAL BONDS BETWEEN ATOMS / IKATAN KIMIA ANTARA ATOM

1 Chemical bonds are formed when two or more atoms of elements bond together. Atoms form chemical bonds to achieve
a stable duplet or octet electron arrangement. There are two types of chemical bond, that is Ionic Bond and Covalent
Bond.
Ikatan kimia dibentuk apabila dua atau lebih atom-atom unsur berpadu. Atom-atom membentuk ikatan kimia untuk mencapai susunan
elektron yang stabil iaitu susunan elektron duplet atau oktet. Terdapat dua jenis ikatan kimia iaitu Ikatan Ion dan Ikatan Kovalen.

IONIC BOND / IKATAN ION

1 Ionic bond is formed between atoms of metal elements that release electrons to atoms of non-metal elements.
Ikatan ion terbentuk antara atom unsur logam yang melepaskan elektron kepada atom unsur bukan logam yang menerima elektron.

2 Atom of an element is neutral because the number of protons is equal to the number of electrons.
Atom suatu unsur adalah neutral kerana bilangan proton adalah sama dan dengan bilangan elektron.

3 Atoms of elements that release the electrons form positive ions and atoms that receive the electrons form negative ions
to achieve a stable octet or duplet electron arrangement:
Atom unsur yang melepaskan elektron membentuk ion positif dan atom yang menerima elektron membentuk ion negatif untuk mencapai
susunan elektron oktet atau duplet yang stabil.

m Publica

72

Bhd.

Chemistry Form 4 • MODULE

Complete the following table / Lengkapkan jadual di bawah:

Changes Na Na+ + e Ca Ca2+ + 2e O + 2e O2– Cl + e Cl–
Perubahan 2.8.1 2.8 2.8.2 2.8 2.6 2.8 2.8.7 2.8.8
+11
Electron +11 +12 +12 +8 +8 +17 +17
arrangement –10
Susunan elektron –11 +1 –12 –10 –8 –10 –17 –18
Sodium ion
Total of positive 0 0 +2 0 –2 0 –1
charges (From Sodium Calcium Chlorine Chlorine
number of proton) Calcium Oxygen Oxide ion
Jumlah cas positf atom atom ion atom atom ion
(Dari bilangan proton) Atom natrium Atom kalsium Atom klorin
Atom oksigen
Total of negative
charges (From
number of proton)
Jumlah cas negaitf
(Dari bilangan proton)

Total changes
Jumlah cas

Type of particles
Jenis zarah

3 The positive ions and negative ions are attracted to one another with strong electrostatic forces. The electrostatic force
between the positive and negative ions forms ionic bond.
Ion positif dan ion negatif tertarik antara satu sama lain dengan daya elekrostatik yang kuat. Daya elektrostatik antara ion positif dan ion
negatif membentuk ikatan ion.

4 Ionic bond is usually formed between atoms from Groups 1, 2 and 13 (metal) with atoms from Groups 15, 16 and 17
(non-metal).
Ikatan ion biasanya dibentuk antara atom-atom daripada Kumpulan 1, 2 dan 13 (logam) dengan atom-atom dari Kumpulan 15, 16 dan 17
(bukan logam).

5 The maximum number of electrons transferred in the formation of ionic bond is usually three:
Bilangan maksimum elektron yang berpindah dalam pembentukan ikatan ion biasanya tiga.
(a) Atoms of elements in Groups 1, 2 and 13 release 1, 2 and 3 electrons respectively to form positively charged ions
(+1, +2 and +3).
Atom unsur Kumpulan 1, 2 dan 13 masing masing melepaskan 1, 2 dan 3 elektron membentuk ion bercas positif (+1, +2 dan +3).
(b) Atoms of elements in Groups 15, 16 and 17 receive 3, 2 and 1 electrons respectively to form negatively charged
ions (–3, –2 and –1)
Atom unsur Kumpulan 15, 16 dan 17 masing-masing menerima 3, 2 dan 1 elektron membentuk ion bercas negatif (–3, –2 dan –1).

6 Examples / Contoh-contoh:

(i) Sodium chloride / Natrium klorida

Predict the formula / Ramal formula:

Element Proton number Electron arrangement Na Na+ + e Na+ Cl–
Unsur Nombor proton Susunan elektron 1 1 NaCl
Na 11 2.8.1 Cl + e Cl–
Cl 17 2.8.7

Draw the electron arrangement of the compound formed.
Lukiskan susunan elektron bagi setiap sebatian yang terbentuk.

TPrainndsafehr NNaa Cl1
NNaa CC1l

AStoodmiunmatartioumm,, NNaa CAhtloomrinkeloartoinm, ,CCll ISoondniuamtriiuomn,, NNaa++ ICohnlokrliodreidioan, ,CCll––

m Publication Sdn. Bhd.

73

Nila

MODULE • Chemistry Form 4

Explanation / Penerangan:

(a) Electron arrangement of sodium atom is 2.8.1 . Sodium atom has one valence electron.

Therefore sodium atom is not stable . Sodium atom releases one electron to achieve a stable

octet electron arrangement to form sodium ion , Na+ with electron arrangement 2.8 .

Susunan elektron atom natrium ialah 2.8.1 . Atom natrium mempunyai satu elektron valens. Dengan itu atom
natrium tidak stabil . Atom natrium melepaskan satu elektron ini untuk mencapai susunan elektron oktet yang
stabil membentuk ion natrium , Na+ dengan susunan elektron 2.8 .
(b) Electron arrangement of chlorine atom is 2.8.7 . Chlorine atom has seven valence electrons.
Chlorine atom receives one electron to achieve stable octet electron arrangement to form

chlorine ion, Cl– with an octet arrangement of electron 2.8.8 .

Susunan elektron bagi atom klorin ialah 2.8.7 . Atom klorin mempunyai tujuh elektron valens. Atom klorin

mencapai susunan elektron oktet yang stabil dengan menerima satu elektron membentuk ion klorida , Cl– dengan
susunan elektron 2.8.8 .

(c) Sodium ions , Na+ and chloride ions , Cl– ions are attracted with strong electrostatic force. The
bond formed is called ionic bond.

Ion natrium , Na+ dan ion klorida , Cl– ditarik dengan daya elektrostastik yang kuat. Ikatan yang terbentuk dinamakan
ikatan ion.

(ii) Magnesium oxide / Magnesium oksida
Predict the formula / Ramal formula:

Element Proton number Electron arrangement Mg Mg+ + 2e Mg2+ O2–
Unsur Nombor proton Susunan elektron 2 2
Mg 12 2.8.2 O + 2e O2– 1 1 MgO
O 8 2.6

Draw the electron arrangement of the compound formed.
Lukiskan susunan elektron bagi setiap sebatian yang terbentuk.

2+ 2−

TPrainndsafehr MMgg OO
MMgg OO

AMtaogmnemsaiugmneastioumm,, MMgg OAxtyogmenokastoigme,nO, O IMonagmnaegsinuemsiuiomn,, MMgg22++ OIoxnidoekisoind,aO, O2– 2−

Explanation / Penerangan:
(a) The electron arrangement of magnesium atom is 2.8.2 . Magnesium atom has two valence

electrons. Therefore magnesium atom is not stable . Magnesium atom releases 2 valence

electrons to achieve a stable octet electron arrangement to form magnesium ion , Mg2+ with electron

arrangement 2.8 .

Susunan elektron atom magnesium 2.8.2 . Atom magnesium mempunyai dua elektron di petala terluar. Maka atom
magnesium tidak stabil . Atom magnesium melepaskan dua elektron valens untuk mencapai susunan elektron oktet
yang stabil membentuk ion magnesium , Mg2+ dengan susunan elektron 2.8 .

(b) The electron arrangement of oxygen atom is 2.6 . Oxygen atom is also unstable. Oxygen atom

receives two electrons to achieve a stable octet electron arrangement to form oxide ion , O2– with

electron arrangement 2.8 .

Susunan elektron atom oksigen ialah 2.6 . Atom oksigen juga tidak stabil, atom oksigen menerima dua elektron

untuk mencapai susunan elektron oktet yang stabil membentuk ion oksida , O2– dengan susunan elektron 2.8 .

Nila m Publication Sdn.

74

Bhd.

Chemistry Form 4 • MODULE

(c) Magnesium ion , Mg2+ and oxide ion , O2– are attracted by strong electrostatic force. The bond
formed is called ionic bond.

Ion magnesium , Mg2+ dan ion oksida , O2– ditarik dengan daya elektrostatik yang kuat. Ikatan yang terbentuk
dinamakan ikatan ion.

(iii) Magnesium chloride /Magnesium klorida
Predict the formula / Ramal formula:

Element Proton number Electron arrangement Mg Mg2+ + 2e Mg2+ Cl–
Unsur Nombor proton Susunan elektron 1 2 MgCl2
Mg 12 2.8.2 Cl + e Cl–
Cl 17 2.8.7

Draw the electron arrangement of the compound formed.
Lukiskan susunan elektron bagi setiap sebatian yang terbentuk.

TPrianndsafher TPrainndsafher 2+
C1 Mg C1
C1 Mg C1

CAhtloomrinkleoaritno,mC,l Cl MAtaogmnmesaigunmesaiutomm, M, Mg g AChtolmoriknloerainto, Cml, Cl CIhonlokrilnoreidioan, C, Cl l– IMonagmnaegsniuemsiuimo,nM, Mg g2+2+ ICohnlokrloinreidiao,nC,lCl–

Explanation / Penerangan:

(a) The electron arrangement of magnesium atom is 2.8.2 . Magnesium atom has 2 electrons

in the outer shell. Therefore, magnesium atom is not stable . Magnesium atom releases 2

valence electrons to achieve a stable octet electron arrangement to form magnesium ion , Mg2+ with

electron arrangement 2.8 .

Susunan elektron atom magnesium 2.8.2 . Atom magnesium mempunyai 2 elektron di petala terluar. Maka atom
magnesium tidak stabil . Atom magnesium melepaskan 2 elektron valens untuk mencapai susunan elektron oktet
yang stabil membentuk ion magnesium , Mg2+ dengan susunan elektron 2.8 .

(b) The electron arrangement of chlorine atom is 2.8.7 . Chlorine atom is also unstable. Chlorine atom

receives one electron to achieve a stable octet electron arrangement to form chloride ion , Cl– with

electron arrangement 2.8.8 .

Susunan elektron atom klorin ialah 2.8.7 . Atom klorin juga tidak stabil. Atom klorin menerima satu elektron untuk

mencapai susunan elektron oktet yang stabil membentuk ion klorida , Cl– dengan susunan elektron 2.8.8 .

(c) As such, one magnesium atom releases 2 electrons to 2 chlorine atoms.

Oleh itu, satu atom magnesium melepaskan 2 elektron kepada 2 atom klorin.

(d) Strong electrostatic force is formed between magnesium ion , Mg2+ and chloride ion , Cl– to form
ionic bond.

Daya elektrostatik yang kuat terbentuk antara ion magnesium , Mg2+ dan ion klorida , Cl– membentuk ikatan ionik.

COVALENT BONDS / IKATAN KOVALEN m Publicat hd.

1 This bond is formed when two or more similar or different atoms share valence electrons between them, so that each
atom achieves the octet or duplet electron arrangement that is a stable electron arrangement for noble gases.
Ikatan ini terbentuk apabila dua atau lebih atom yang sama atau berlainan berkongsi elektron valens antara satu sama lain supaya setiap
atom mencapai susunan elektron oktet atau duplet iaitu susunan elektron gas adi yang stabil.

2 Normally, this bond is formed when similar or different non-metal atoms bond together. [Atoms from Groups 14, 15, 16
and 17]
Ikatan ini biasanya terbentuk apabila atom-atom bukan logam berpadu. [Atom-atom dari Kumpulan 14, 15, 16 dan 17]

ion Sdn. B

75

Nila

MODULE • Chemistry Form 4

3 When atoms of non-metals share their valence electrons from their outermost shells to achieve stable duplet or octet
electron arrangement, covalent bonds are formed. The product of the sharing of electrons between atoms
is called molecule .

Apabila atom-atom bukan logam berkongsi elektron pada petala terluar untuk mencapai susunan elektron duplet atau oktet yang stabil,
ikatan kovalen terbentuk. Hasil daripada perkongsian elektron antara atom-atom ini membentuk molekul .

4 The molecules are neutral as there is no electron transfer involved. During the formation of covalent bonding ,
each atom contributes same number of electrons for sharing. The number of electrons shared can be one pair, two pairs
or three pairs.

Molekul adalah neutral kerana tidak melibatkan pemindahan elektron. Semasa pembentukan ikatan kovalen , setiap atom akan
menyumbang bilangan elektron yang sama untuk dikongsi. Bilangan elektron yang dikongsi boleh jadi sepasang, dua pasang atau tiga
pasang.

5 The forces that exist between molecules are Van der Waals forces that are weak. These forces become stronger when
the molecule size increases.
Daya yang wujud antara molekul adalah daya Van der Waals yang lemah. Daya ini semakin kuat apabila saiz molekul bertambah.

6 Examples / Contoh:

(i) Hydrogen molecule / Molekul hidrogen:

(a) Hydrogen atom has one electron in the first shell, with an electron arrangement of 1 needs one electron to
achieve a stable duplet electron arrangement.
Atom hidrogen mempunyai satu elektron pada petala pertama dengan susunan elektron 1 memerlukan satu elektron untuk

mencapai susunan elektron duplet yang stabil.
(b) Two hydrogen atoms share a pair of electrons to form a hydrogen molecule.

Dua atom hidrogen berkongsi sepasang elektron membentuk satu molekul hidrogen.
(c) Both hydrogen atoms achieve a stable duplet arrangement of electron.

Kedua-dua atom hidrogen mencapai susunan elektron duplet yang stabil.

Draw the electron arrangement of the compound formed / Lukiskan susunan elektron bagi sebatian yang terbentuk.

Share H HH H
KKSohnnagrgsesi i
HH

The number of electron pairs shared is one pair. Single covalent bond is formed.
Bilangan pasangan elektron dikongsi adalah satu pasang. Ikatan kovalen tunggal terbentuk.

(ii) Oxygen molecule / Molekul oksigen:

(a) Oxygen atom with an electron arrangement 2.6 needs two electrons to achieve a stable octet electron
arrangement.
Atom oksigen dengan susunan elektron 2.6 memerlukan dua elektron untuk mencapai susunan elektron oktet yang stabil.

(b) Two oxygen atoms share two pairs of electrons to achieve a stable octet arrangement of electron, form
an oxygen molecule. Each oxygen atom achieves stable octet electron arrangement.
Dua atom oksigen berkongsi dua pasang elektron untuk mencapai susunan elektron oktet yang stabil, membentuk satu
molekul oksigen. Setiap atom oksigen mencapai susunan elektron oktet yang stabil.
Draw the electron arrangement of the compound formed / Lukiskan susunan elektron bagi sebatian yang terbentuk.

OO KSohnagresi OO OO O

AOtxoymgeonkasitgoemn,,OO AOtxoymgeonkasitgomen,,OO MOxoylegkeunlmokosleigcuelne,, OO22

The number of electron pairs shared is 2 pairs. Double covalent bond is formed.
Bilangan pasangan elektron dikongsi adalah 2 pasang. Ikatan kovalen ganda dua terbentuk.

Nila m Publication Sdn.

76

Bhd.

Chemistry Form 4 • MODULE

(iii) Nitrogen molecule / Molekul nitrogen:
(a) Nitrogen atom with an electron arrangement 2.5 needs 3 electrons to achieve stable octet
arrangement.
Atom nitrogen dengan susunan elektron 2.5 memerlukan 3 elektron untuk mencapai susunan elektron oktet yang
stabil.
(b) Two nitrogen atoms share 3 pairs of electrons to achieve a stable octet arrangement, form a
nitrogen molecule. Each nitrogen atom achieves stable octet electron arrangement.
Dua atom nitrogen berkongsi 3 pasang elektron untuk mencapai susunan elektron oktet yang stabil membentuk
satu molekul nitrogen. Setiap atom nitrogen mencapai susunan elektron oktet yang stabil.

Draw the electron arrangement of the compound formed / Lukiskan susunan elektron bagi sebatian yang terbentuk.

N KSohnagresi NN N NN

ANtoitmrogneitnroagtoemn,, NN ANtiotrmogneintraotgoemn,, NN NMitroolgeeknulmnoitlreocugleen,,NN2 2

The number of electron pairs shared is 3 pairs. Triple covalent bond is formed.
Bilangan pasangan elektron dikongsi adalah 3 pasang. Ikatan kovalen ganda tiga terbentuk.

(iv) Hydrogen chloride molecule /Molekul hidrogen klorida
Predict the formula / Ramal formula:

Element Proton number Electron arrangement H needs 1 electron Cross the number of
Unsur Nombor proton Susunan elektron perlu 1 elektron electrons each atom needs:
H 1 1 HCl
Cl 17 2.8.7 Cl needs 1 electron
perlu 1 elektron Silangkan bilangan elektron yang

diperlukan oleh setiap atom: HCl

Draw the electron arrangement of the compound formed.
Lukiskan susunan elektron bagi setiap sebatian yang terbentuk.

H KSohnagresi Cl1 HH Cl1

AHtyodmrohgiednroagtoemn,, HH ACtholmoriknleoraitno,mC, lCl HMyodlreokguelnhcidhrloorgideen mkloolreicduale, ,HHCCll

Explanation / Penerangan:

(a) Hydrogen atom with an electron arrangement 1 needs one electron to achieve a stable

duplet electron arrangement.

Atom hidrogen dengan susunan elektron 1 memerlukan satu elektron untuk mencapai susunan elektron

duplet yang stabil.

(b) Chlorine atom with an electron arrangement 2.8.7 needs one electron to achieve stable octet
electron arrangement.

Atom klorin dengan susunan elektron 2.8.7 memerlukan satu elektron untuk mencapai susunan elektron oktet
yang stabil.

(c) One chlorine atom share one pair of electrons with one hydrogen atom to form hydrogen

chloride molecule with the formula HCl .

Satu atom klorin berkongsi satu pasang elektron dengan satu atom hidrogen membentuk molekul

hidrogen klorida dengan formula HCl .

m Publication Sdn. B hd.

77

Nila

MODULE • Chemistry Form 4

(d) One chlorine atom contributes one electron and one hydrogen atom contributes one
electron for sharing.

Satu atom klorin menyumbang satu elektron dan satu atom hidrogen menyumbang satu elektron untuk
dikongsi bersama.
(e) One chlorine atom forms one single covalent bond with one hydrogen atom.

Satu atom klorin membentuk satu ikatan kovalen tunggal dengan satu atom hidrogen.
(f) Chlorine atom achieves stable octet electron arrangement and hydrogen atom achieves stable

duplet electron arrangement.

Atom klorin mencapai susunan elektron oktet yang stabil dan atom hidrogen mencapai susunan elektron

duplet yang stabil.

(v) Water molecule /Molekul air
Predict the formula / Ramal formula:

Element Proton number Electron arrangement H needs 1 electron Cross the number of
Unsur Nombor proton Susunan elektron O perlu 1 elektron electrons each atom needs:
H 1 1 needs 2 electrons H2O
O 8 2.6 perlu 2 elektron Silangkan bilangan elektron yang

diperlukan oleh setiap atom: H2O

Draw the electron arrangement of the compound formed.
Lukiskan susunan elektron bagi setiap sebatian yang terbentuk.

KShoanrgesi OO KSohnagresi HH HH OO HH
H

AHtyodmrohgiednroagtoemn, H AOtxoymgeonkasitgomen,,OO AHtyodmrohgiednroagtoemn, H WaMteorlemkoulleacuirle, ,HH2O2O

Explanation / Penerangan:

(a) Hydrogen atom with an electron arrangement 1 needs electron to achieve a stable duplet
electron arrangement.

Atom hidrogen dengan susunan elektron 1 memerlukan satu elektron untuk mencapai susunan elektron

duplet yang stabil.

(b) Oxygen atom with an electron arrangement 2.6 needs two electrons to achieve stable

octet electron arrangement.
Atom oksigen dengan susunan elektron 2.6 memerlukan dua elektron untuk mencapai susunan elektron

oktet yang stabil.

(c) One oxygen atom share two pairs of electrons with two hydrogen atoms form water

molecule with the formula H2O .

Satu atom oksigen berkongsi dua pasang elektron dengan dua atom hidrogen membentuk molekul
air dengan formula H2O .

(d) One oxygen atom contributes two electrons and each of the two hydrogen atoms contributes one

electron for sharing to form single covalent bond.

Satu atom oksigen menyumbang dua elektron dan setiap satu daripada dua atom hidrogen menyumbang satu

elektron untuk dikongsi bersama membentuk ikatan kovalen tunggal.

(e) One oxygen atom forms two single covalent bonds with two hydrogen atoms.
Satu atom oksigen membentuk dua ikatan kovalen tunggal dengan dua atom hidrogen.

(f) Oxygen atom achieves stable octet electron arrangement and hydrogen atom achieves

duplet electron arrangement.

Atom oksigen mencapai susunan elektron oktet yang stabil dan atom hidrogen mencapai susunan elektron

m Publica duplet yang stabil.

Nila 78 tion Sdn.

Bhd.

Chemistry Form 4 • MODULE

(vi) The molecule formed between carbon and chlorine /Molekul yang terbentuk antara karbon dan klorin
Predict the formula / Ramal formula:

Element Proton number Electron arrangement C needs 4 electrons Cross the number of electrons
Unsur Nombor proton Susunan elektron perlu 4 elektron each atom needs: CCl4
C 6 2.4
Cl 17 2.8.7 Cl needs 1 electron Silangkan bilangan elektron yang
perlu 1 elektron diperlukan oleh setiap atom: CCl4

Draw the electron arrangement of the compound formed.
Lukiskan susunan elektron bagi setiap sebatian yang terbentuk.

Cl
Cl Cl

Cl

Explanation / Penerangan:
(a) Carbon atom with an electron arrangement 2.4 needs four electrons to achieve a stable

octet electron arrangement.
Atom karbon dengan susunan elektron 2.4 memerlukan empat elektron untuk mencapai susunan elektron
oktet yang stabil.
(b) Chlorine atom with an electron arrangement 2.8.7 needs one electron to achieve a stable
octet electron arrangement..
Atom klorin dengan susunan elektron 2.8.7 memerlukan satu elektron untuk mencapai susunan elektron
oktet yang stabil.
(c) One carbon atom share four pairs of electrons with four chlorine atoms to form
tetrachloromethane molecule with the formula CCl4 .
Satu atom karbon berkongsi empat pasang elektron dengan empat atom klorin membentuk molekul
tetraklorometana berformula CCl4 .
(d) One carbon atom contributes four electrons and each of the four chlorine atoms contributes
four electron for sharing to form single covalent bond.
Satu atom karbon menyumbang empat elektron dan setiap satu daripada empat atom klorin
menyumbang satu elektron untuk dikongsi bersama membentuk ikatan kovalen tunggal .
(e) One carbon atom forms four single covalent bonds with four chlorine atoms.
Satu atom karbon membentuk empat ikatan kovalen tunggal dengan empat atom klorin.
(f) Carbon and chlorine atoms achieve stable octet electron arrangement.
Atom karbon dan atom klorin mencapai susunan elektron oktet yang stabil.

m Publication Sdn. Bhd.

79

Nila

MODULE • Chemistry Form 4

7 Comparing the Formation of Ionic and Covalent Bonds / Perbandingan Pembentukan Ikatan Ion dan Kovalen

Ionic Bond / Ikatan Ion Covalent Bond / Ikatan Kovalen

Type of Between metals (Groups 1, 2 and 13) and Between non-metal and non-metals (Groups
element non-metals (Groups 15, 16 and 17). 14, 15, 16 and 17). bukan logam (Kumpulan
involved Antara bukan logam dengan
Jenis unsur Antara logam (Kumpulan 1, 2 dan 13) dengan
terlibat bukan logam (Kumpulan 15, 16 dan 17). 14, 15, 16 dan 17).

Electron Electron is released by metal atoms and received Pairs of electrons are shared by the same or
Elektron by non-metal atoms (electron transfer). different non-metal atoms.
Elektron dilepaskan oleh atom logam dan diterima oleh Pasangan elektron dikongsi oleh atom-atom bukan logam
atom bukan logam (elektron berpindah). sama atau berlainan.

Type of Metal atom forms positive ion. Neutral molecule .
particle Non-metal atom forms negative ion. Molekul yang neutral.
produced Atom logam membentuk ion positif .
Jenis zarah .
yang dihasilkan Atom bukan logam membentuk ion negatif

How to Determine the coefficient of the charge of the ions and Determine the number of electrons is needed to achieve
predict the criss cross. stable duplet or octet electron arrangement and criss
formulae cross.
Bagaimana Tentukan pekali cas pada ion dan silangkan. Tentukan bilangan elektron yang diperlukan untuk mencapai
meramal
formula susunan elektron duplet atau oktet yang stabil dan silangkan.

Example + 2– +
of electron
arrangement AEA
in the
particles
Contoh susunan
elektron dalam
zarah

Strong electrostatic forces between ions Strong covalent bond between atoms in the
Daya elektrostatik yang kuat antara ion molecules
Ikatan kovalen yang kuat antara atom dalam molekul
# Ionic bond is the strong electrostatic force of attraction
between positively charged ion and negatively charged # Covalent bond is the shared pairs of electrons between
ion. atoms in a molecule.
# Ikatan ion terhasil daripada daya tarikan elektrostatik yang # Ikatan kovalen terhasil daripada perkongsian pasangan
kuat antara ion bercas positif dan ion bercas negatif. elektron antara atom-atom dalam molekul.

Example of Lead(II) bromide, PbBr2 Naphthalene, C8H10
ionic and Sodium chloride, NaCl Acetamide, CH3CONH2
covalent Hexane, C6H14
compounds Copper(II) sulphate, CuSO4
Contoh sebatian
ion dan kovalen

Nila m Publication Sdn.

80

Bhd.

Chemistry Form 4 • MODULE

PHYSICAL PROPERTIES OF IONIC AND COVALENT COMPOUND
SIFAT FIZIK SEBATIAN ION DAN KOVALEN

Example Ionic compound / Sebatian ion Covalent compound / Sebatian kovalen
Contoh Sodium chloride, NaCl / Natrium klorida, NaCl Carbon dioxide, CO2 / Karbon dioksida, CO2

Strong electrostatic forces between positive and Weak Van
negative ions der Waals
Daya elektrostatik yang kuat antara ion forces
between
molecules
Daya Van der
Waals yang
lemah antara
molekul

Type of forces Strong electrostatic force between ions. Strong covalent bond between atoms in the
between Daya elekrostatik yang kuat antara ion. molecules
particles Ikatan kovalen yang kuat antara atom dalam molekul
Jenis daya antara – High melting and boiling points because
zarah positive ions and negative ions are attracted Weak Van der walls forces (intermolecular force)
between molecule.
Melting and by strong electrostatic force . Daya Van der Waals yang lemah antara molekul.
boiling points Takat lebur dan takat didih tinggi kerana ion positif
Takat lebur dan dan ion negatif ditarik oleh daya tarikan elektrostatik – Low melting and boiling points because of
takat didih yang kuat. the weak “Van der Waals” force between molecules.
– Large amount of energy is needed to Takat lebur/takat didih rendah kerana daya
overcome it. "Van der Waals" yang lemah antara molekul.

Banyak tenaga haba diperlukan untuk mengatasinya . – Small amount of energy is needed to
overcome it.
Electrical – Cannot conduct electricity when in solid form Sedikit tenaga haba diperlukan untuk mengatasinya .
conductivity but is able to conduct electricity when in molten
Kekonduksian or aqueous form. – Giant molecules such as silicon dioxide have very
elektrik Tidak boleh mengkonduksi elektrik dalam keadaan pepejal high melting and boiling points.
Molekul raksaksa seperti silikon dioksida mempunyai takat
tetapi boleh mengkonduksi elektrik dalam keadaan leburan didih dan lebur yang amat tinggi.

atau akueus . – Cannot conduct electricity in all state.
– In solid form, the ions are not free to move . Tidak boleh mengkonduksi elektrik dalam semua

Dalam bentuk pepejal, ion-ion tidak bebas untuk keadaan.
– Covalent compound is made up of neutral
bergerak .
– In molten or aqueous state, the ions are free to molecules .
Sebatian kovalen terdiri daripada molekul yang neutral.
move to be attracted to the anode or cathode. – No free moving ions in molten or aqueous state.
Dalam keadaan leburan atau akueus, ion-ion bebas Tidak ada ion bebas bergerak dalam keadaan leburan atau
akueus.
bergerak untuk ditarik ke anod atau katod.

m Publicat ion Sdn. Bhd.

81

Nila

MODULE • Chemistry Form 4

Solubility Ionic compound / Sebatian ion Covalent compound / Sebatian kovalen
Keterlarutan
– Most are soluble in water and insoluble in – Insoluble in water but soluble in organic
organic solvent*. solvents* (example: ether, alcohol, benzene,
Kebanyakannya larut dalam air tetapi tidak larut tetrachloromethane and propanone). This is because
dalam pelarut organik* covalent molecules and organic solvents are both
held together by weak Van der Waals forces.
– This is because the polarisation of water molecule. Tidak larut dalam air tetapi larut dalam pelarut
Water molecules have partially positive end (the organik* (contoh: eter, alkohol, benzena, tetraklorometana
hydrogen end) and partially negative end (the dan propanon). Ini kerana molekul kovalen dan pelarut
oxygen end). organik ditarik oleh daya tarikan Van der Waals yang lemah.
Ini kerana air adalah molekul yang berkutub. Molekul
air mempunyai bahagian bercas separa positif (bahagian * Organic solvents are covalent compounds that exist
hidrogen) dan bahagian bercas separa negatif (bahagian as liquid at room temperature.
oksigen).
* Pelarut organik adalah sebatian kovalen yang wujud
dalam bentuk cecair pada suhu bilik.

EXERCISE / LATIHAN

1 The Table below shows the proton number of elements D, E, F, G, J and L.
Jadual di bawah menunjukkan nombor proton bagi unsur D, E, F, G, J dan L.

Element / Unsur DEFG J L

Proton number / Nombor proton 1 6 17 11 18 8

(a) Which element in the table are metal and non-metal / Unsur yang manakah merupakan logam dan bukan logam?

(i) Metal / Logam : G (ii) Non-metals / Bukan logam : D, E, F, J, L

(b) State an element that exists as monoatomic gas. Explain your answer.
Nyatakan unsur yang wujud sebagai gas monoatom. Terangkan jawapan anda.

Element J, Atom J has 8 electrons in the outermost shell, the atom has achieved stable octet electron arrangement.

(c) Write the formula for the ion formed from an atom of element L.
Tuliskan formula ion yang terbentuk daripada atom unsur L.

L2–

(d) Element E reacts with element L to form a compound / Unsur E bertindak balas dengan unsur L untuk membentuk sebatian.
(i) State the type of bond present in this compound / Nyatakan jenis ikatan yang wujud dalam sebatian ini.
Covalent bond

(ii) Write the formula of the compound formed / Tuliskan formula bagi sebatian yang terbentuk.
EL2

(iii) Explain how a compound is formed between element E and element L based on their electron arrangement.
Jelaskan dari segi susunan elektron bagaimana unsur E dan unsur L bergabung membentuk sebatian.
– E atom with electron arrangement 2.4 needs four electrons to achieve stable octet electron arrangement.

– L atom with an electron arrangement 2.6 needs two electrons to achieve octet electron arrangement.

– One E atom share four pairs of electrons with two L atoms to form a molecule with the formula EL2.
– One E atom contributes four electrons and each of the two L atoms contributes two electrons for sharing to

form double covalent bond.

– One E atom forms two double covalent bond with two L atoms.

– E atom and L atom achieve stable octet electron arrangement that is 2.8.

(e) (i) Draw the electron arrangement of the compound formed / Lukiskan susunan elektron bagi sebatian yang terbentuk.

L EL

Nila m Publication Sdn.

82

Bhd.

Chemistry Form 4 • MODULE

(ii) State one physical property of the compound / Nyatakan satu sifat fizik sebatian tersebut.
Low melting/boiling point // does not dissolve in water // dissolves in organic solvents // does not conduct

electricity in aqueous solution or molten state.

(f) When element G is burnt in L gas, G burns rapidly and brightly with a yellow flame and produces white fumes.
Apabila unsur G dibakar dalam gas L, G terbakar cergas dengan nyalaan kuning terang dan menghasilkan wasap putih.

(i) Write the equation for the reaction between element G and gas L. .
Tuliskan persamaan kimia bagi tindak balas antara unsur G dan gas L.
4G + L2 2G2L

(ii) Explain how a compound is formed between elements G and L based on their electron arrangement.
Jelaskan dari segi susunan elektron bagaimana unsur G dan L bergabung membentuk sebatian.

– The electron arrangement of G atom is 2.8.1. G atom is not stable. G atom releases one valence electron to

form G+ ion and achieve stable octet electron arrangement 2.8.

– The electron arrangement of L atom is 2.6. L atom is also unstable. L atom receives 2 electrons to form L2–

ion and achieves a stable octet electron arrangement 2.8.8.

– Therefore two G atoms release two electrons to one L atom, a strong electrostatic force is formed between

G+ and L2– ions.

(iii) Draw the electron arrangement of the compound formed / Lukiskan susunan elektron bagi sebatian yang terbentuk.

+ 2– +

G LG

(g) Compare the boiling point of the compounds formed in 1(d) and 1(e). Explain your answer.
Bandingkan takat didih sebatian yang terbentuk di 1(d) dan 1(e). Jelaskan jawapan anda.
– The boiling point of compound G2L is high and EL2 is low.
– The boiling point of compound G2L is high because positive ions and negative ions are attracted by strong
electrostatic force. Large amount of energy is needed to overcome it.
– The boiling point of EL2 is low because the molecules are attracted by weak Van der Waals forces, small amount
of energy is needed to overcome it.

2 The diagram below shows the electron arrangement of compound A. Compound A is formed from the reaction between
element X and element Y.
Rajah di bawah menunjukkan susunan elektron bagi sebatian A. Sebatian A terbentuk dari tindak balas antara unsur X dan unsur Y.

+–

XY

(a) (i) Write the electron arrangement for atom of elements X and Y / Tuliskan susunan elektron bagi atom unsur X dan Y.
(ii)
X: 2.8.1 Y: 2.8.7

Compare the size of atoms of elements X and Y. Explain your answer.
Bandingkan saiz atom unsur X dan unsur Y. Jelaskan jawapan anda.

– Atom Y is smaller than atom X.

– Atom X and atom Y have the same number of shells occupied with electrons.

m Publication Sdn. Bhd.

83

Nila

MODULE • Chemistry Form 4

– The number of proton in the nucleus of atom Y is more than X.

– The strength nuclei attraction to the electrons in the shells of atom Y is stronger than X.

(b) How are X ion and Y ion formed from their respective atoms?
Bagaimana ion X dan ion Y terbentuk daripada atom masing-masing?
X ion / Ion X : Atom X releases one electron
Y ion / Ion Y : Atom Y receives one electron

(c) (i) Write the formula for compound A / Tuliskan formula sebatian A.
XY

(ii) Name type of bond in compound A / Namakan jenis ikatan dalam sebatian A.
Ionic compound

(iii) Write the chemical equation for the reaction between element X and element Y to form compound A.

Tuliskan persamaan kimia untuk tindak balas antara unsur X dan unsur Y untuk membentuk sebatian A.

2X + Y2 2XY .

(d) Y can react with carbon to form a compound. Draw the electron arrangement for the compound formed.
[Given that proton number for carbon is 6]
Y bertindak balas dengan karbon untuk membentuk suatu sebatian. Lukiskan susunan elektron bagi sebatian yang terbentuk.

[Diberi nombor proton karbon ialah 6]

3 The table below shows the nucleon number, the number of neutrons and number of electrons in particles X, Y, Z, Q, R, T
and U.

Jadual di bawah menunjukkan nombor nukleon, bilangan neutron dan bilangan elektron bagi zarah X, Y, Z, Q, R, T dan U.

Particles / Zarah XYZQRTU

Nucleon number / Nombor nukleon 20 24 23 16 12 27 35

Number of proton / Bilangan proton 10 12 11 8 6 13 17

Number of neutron / Bilangan neutron 10 12 12 8 6 14 18

Number of electron / Bilangan elektron 10 10 11 10 6 10 17

(a) What is meant by nucleon number / Apakah maksud nombor nukleon?
The total number of proton and neutron in the nucleus of an atom.

(b) Complete the number of proton of the particles in the table above. X/R
Lengkapkan bilangan proton bagi zarah dalam jadual di atas. Z

(c) State a particle which is / Nyatakan zarah yang merupakan Y/T
Q
(i) an atom of a non-metal / atom bukan logam T
X
(ii) an atom of a metal / atom logam
Nila tion Sdn.
(iii) a positive ion / ion positif

(iv) a negative ion / ion negatif

(v) a positive ion with charge 3+ / ion positif dengan cas 3+

(vi) an atom of a noble gas / atom gas adi

m Publica

84

Bhd.

Chemistry Form 4 • MODULE

(d) Particle Y combines with particle Q to form a compound / Zarah Y bergabung dengan zarah Q untuk membentuk sebatian.
(i) State the type of compound formed / Nyatakan jenis sebatian yang terbentuk.
Ionic compound
(ii) Write chemical formula for the compound formed / Tuliskan formula kimia bagi sebatian yang terbentuk.
YQ
(iii) Draw the electron arrangement of the compound formed / Lukiskan susunan elektron bagi sebatian yang terbentuk.

2+ 2–

YQ

(e) Particle R combines with particle U to form a compound.
Zarah R bergabung dengan zarah U untuk menghasilkan suatu sebatian.
(i) State the type of compound formed / Nyatakan jenis sebatian yang terbentuk.
Covalent compound

(ii) Write a chemical formula for the compound formed / Tuliskan formula kimia bagi sebatian yang terbentuk.
RU4

(f) Compare the electrical conductivity of the compounds formed in 3(d) and 3(e). Explain your answer.
Bandingkan kekonduksian elektrik bagi sebatian yang terbentuk di 3(d) dan di 3(e). Jelaskan jawapan anda.
– Compound in YQ cannot conduct electricity in solid state but can conduct electricity in molten or aqueous

solution. Compound RU4 cannot conduct electricity in molten and aqueous states.

– In solid form the ions in compound YQ are not free to move but in molten and aqueous state, the ions are free to

move to be attracted to the anode and cathode.
– Compound RU4 only consists of neutral molecules, there are no free moving ions in molten or aqueous state.

4 The table below shows the melting point and electrical conductivity of substances W, X, Y and Z.
Jadual di bawah menunjukkan takat lebur dan kekonduksian elektrik bagi bahan W, X , Y dan Z.

Substance Melting point (°C) Electrical conductivity / Kekonduksian elektrik
Bahan Takat Lebur (°C)
V –7 Solid / Pepejal Molten / Leburan
W 80
X 808 Cannot conduct electricity Cannot conduct electricity
Y 1 080 Tidak mengkonduksi elektrik Tidak mengkonduksi elektrik

Cannot conduct electricity Cannot conduct electricity
Tidak mengkonduksi elektrik Tidak mengkonduksi elektrik

Cannot conduct electricity Conduct electricity
Tidak mengkonduksi elektrik Mengkonduksi elektrik

Conduct electricity Conduct electricity
Mengkonduksi elektrik Mengkonduksi elektrik

(a) Which of the substance is copper? Give reason for your answer.
Antara bahan di atas, yang manakah kuprum? Beri sebab bagi jawapan anda.

Y. It can conduct electricity in solid and molten state.

(b) (i) State the type of particles in substances V and W / Nyatakan jenis zarah dalam bahan V dan W.
Molecule

(ii) Explain why substances V and W cannot conduct electricity in solid and molten state.
Jelaskan mengapa bahan V dan W tidak boleh mengkonduksi elektrik dalam keadaan pepejal dan leburan.

Substances V and W are made up of neutral molecules. No free moving ions in molten state.

m Publication Sdn. B hd.

85

Nila

MODULE • Chemistry Form 4

(c) The boiling point of substance V is 59°C. What is the physical state of substance V at room temperature?
Takat didih bahan V adalah 59°C. Apakah keadaan fizikal bahan V pada suhu bilik?
Liquid

(d) Draw the arrangement of particle V at room temperature / Lukiskan susunan zarah V pada suhu bilik.

(e) Explain why the melting and boiling points of substances V and W are low?
Jelaskan mengapa takat lebur dan takat didih bahan V dan W rendah?
– Van der Waals / intermolecular forces between molecules are weak.

– Small amount of heat energy is required to overcome it.

(f) (i) State the type of particle in substance X / Nyatakan jenis zarah dalam sebatian X.
Ion .

(ii) Explain why substance X cannot conduct electricity in solid but can conduct electricity in molten state.
Jelaskan mengapa bahan X tidak boleh mengkonduksi elektrik dalam keadaan pepejal tetapi boleh mengkonduksi elektrik
dalam keadaan leburan.
Ions are not freely moving // ions are in a fixed position in solid state. Ion can move freely in molten state.

Objective Questions / Soalan Objektif

1 Which substance is an ionic compound? 4 The diagram shows symbol of an element T.
Antara bahan berikut, yang manakah adalah sebatian ion? Rajah menunjukkan simbol unsur T.

A Methane, CH4 / Metana, CH4 24 T
B Carbon dioxide, CO2 / Karbon dioksida, CO2
C Propanol, C3H7OH / Propanol, C3H7OH 12
D Copper(II) oxide, CuO / Kuprum(II) oksida, CuO
What is the electron arrangement of ion formed by an atom of
2 Which of the following is a property of zinc chloride? T?
Antara berikut, yang manakah adalah sifat zink klorida? Apakah susunan elektron bagi ion yang terbentuk dari atom T?
A Volatile / Mudah meruap A 2.8
B Has a low melting point B 2.8.2
Mempunyai takat lebur rendah C 2.8.8
C Insoluble in water / Tidak larut dalam air D 2.8.8.8
D Conducts electricity in the molten state
Mengalirkan arus elektrik dalam keadaan leburan 5 The table below shows the electron arrangements of atoms P,
Q, R and S.
3 The diagram below shows the electron arrangement of a Jadual di bawah menunjukkan susunan elektron atom P, Q, R dan S.
compound formed between atoms X and Y.
Rajah di bawah menunjukkan susunan elektron dalam sebatian yang Atom / Atom Electron arrangement / Susunan elektron
terbentuk antara atom X and atom Y.
P 2.4
Y
Q 2.8.1
YXY
R 2.8.2
Y
S 2.8.7
Which of the following statements is true about the
compound? Which pair of atoms forms a compound by transferring of
Antara pernyataan berikut, yang manakah adalah benar tentang sebatian electrons?
itu? Antara pasangan berikut, yang manakah membentuk sebatian secara
A It is an ionic compound / Ia adalah sebatian ion. perpindahan elektron?
B The compound has high melting point. A P and S / P dan S
B P and R / P dan R
Sebatian itu mempunyai takat lebur yang tinggi. C Q and S / Q dan S
C The compound conducts electricity. D Q and R / Q dan R

Nila tion Sdn. Sebatian itu boleh mengkonduksi elektrik.
D The compound is formed by sharing of electrons.

Sebatian terbentuk secara perkongsian elektron.

m Publica

86

Bhd.

Chemistry Form 4 • MODULE

6 The table below shows the proton number of four elements P, 9 The diagram below shows the electron arrangement for an ion
Q, R and S. of element Q.
Jadual di bawah menunjukkan nombor proton unsur P, Q, R dan S. Rajah di bawah menunjukkan susunan elektron ion unsur Q.

Element / Unsur PQRS 2–

Proton number / Nombor proton 6 8 17 20 Q

Which of the following pairs will form a compound with high

melting and boiling points?

Antara pasangan berikut, yang manakah membentuk sebatian dengan

takat lebur dan takat didih yang tinggi?

A P and Q / P dan Q C P and R / P dan R
B Q and S / Q dan S D Q and R / Q dan R
What are the number of protons and electrons in an atom of
7 The table below shows the proton number of elements X and element Q?
Y.
Jadual berikut menunjukkan nombor proton unsur X dan Y. Apakah bilangan proton dan elektron dalam atom unsur Q?

Element / Unsur XY Number of protons Number of electrons
Bilangan proton Bilangan elektron
Proton number / Nombor proton 6 8 20
A 20 18
What type of bond and the chemical formula of the compound B 20 16
formed between atoms X and Y? C 16 18
Apakah jenis ikatan dan formula kimia bagi sebatian yang terbentuk D 18

antara atom X dan Y ?

Type of bond Chemical formula 10 The table below shows the proton number of elements P, Q and
Jenis ikatan Formula kimia R.
Jadual di bawah menunjukkan nombor proton unsur P, Q dan R.
A Ion / Ion YX2
B Ion / Ion XY2 Element / Unsur PQR
C Covalent / Kovalen XY2
D Covalent / Kovalen YX2 Proton number / Nombor proton 10 11 12

8 The diagram below shows the electron arrangement of ion Which of the following particles contain 10 electrons?
X+. Antara berikut, yang manakah adalah zarah yang mengandungi 10
Rajah di bawah menunjukkan susunan elektron ion X +.
elektron?
X
IQ
Which of the following is the position of element X in the II P
Periodic Table? III Q+
Antara berikut, yang manakah adalah kedudukan unsur X dalam Jadual IV R2+
A I, II and III only
Berkala?
I, II dan III sahaja
B I, II and IV only

I, II dan IV sahaja
C I, III and IV only

I, III dan IV sahaja
D II, III and IV only

II, III dan IV sahaja

Group / Kumpulan Period / Kala

A1 3

B 18 3

C1 4

D 18 4

m Publicat ion Sdn. B hd.

87

Nila

Nila tion Sdn.MODULE • Chemistry Form 4

5 ELECTROCHEMISTRY
ELEKTROKIMIA

ELECTROLYSIS / ELEKTROLISIS

• CONDUCTOR AND ELECTROLYTE / KONDUKTOR DAN ELEKTROLIT
– To differentiate between electrolyte and conductor with regard to electrical conductivity and any chemical changes that may occur.
Membezakan elektrolit dan konduktor dari segi kebolehan mengkonduksikan elektrik dan sebarang perubahan kimia yang berlaku.
– To list examples of substances which are classified as electrolytes and conductors.
Menyenaraikan contoh-contoh bahan yang dikelaskan sebagai elektrolit dan konduktor.

• ELECTROLYSIS CELL / SEL ELEKTROLISIS
– To draw and label the electrolytic cell / Melukis dan melabelkan sel elektrolisis.
– To identify anode and cathode in the electrolytic cell diagram / Mengenali anod dan katod dalam rajah sel elektrolisis.

• IONIC THEORY / TEORI ION
– To relate the existence of free moving ions in an electrolyte with the electron flow in an external circuit.
Mengaitkan kewujudan ion-ion yang bebas bergerak dalam elektrolit dengan proses pengaliran elektron dalam litar luar.
– To explain the electrolysis process / Menerangkan proses elektrolisis.
– To conclude that electrolysis process involve changes from electrical to chemical energy.
Membuat kesimpulan proses elektrolisis sebagai perubahan tenaga elektrik kepada tenaga kimia.

• FORMATION OF FREE MOVING IONS / PEMBENTUKAN ION BEBAS BERGERAK
– To differentiate molten and aqueous electrolytes / Membezakan elektrolit lebur dan akueus.
– To write the ionisation equation of molten and aqueous electrolytes.
Menulis persamaan pengionan untuk elektrolit lebur dan akueus.

• REACTION AT ELECTRODE / TINDAK BALAS DI ELEKTROD
– To write the discharge equation at the anode, where the anion releases electron. Focus on ions that are normally selected for
discharge, such as chloride, hydroxide and bromide ions.
Menulis persamaan di anod yang melibatkan anion melepaskan elektron. Fokus adalah kepada ion-ion yang biasa terpilih untuk nyahcas seperti ion
klorida, ion hidroksida dan ion bromida.
– To write the discharge equation at the cathode, where the cation receives electron. Focus on ions that are normally selected for
discharge, such as hydrogen, copper(II) and silver ions.
Menulis persamaan di katod yang melibatkan kation menerima elektron. Fokus adalah kepada ion yang biasa terpilih untuk nyahcas seperti ion
hidrogen, ion kuprum(II) dan ion argentum.

• FACTORS THAT AFFECT REACTIONS AT THE ELECTRODES
FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI TINDAK BALAS DI ELEKTROD

(i) The position of ions in the electrochemical series – for dilute solutions and inert electrodes.
Kedudukan ion dalam siri elektrokimia – bagi larutan cair dan elektrod lengai

(ii) The concentration – for concentrated solutions and inert electrodes / Kepekatan – bagi larutan pekat dan elektrod lengai.
(iii) The types of electrode – for diluted solutions and reactive electrodes / Jenis elektrod – bagi larutan cair dan elektrod tak lengai.
• ELECTROLYSIS IN INDUSTRY / KEGUNAAN ELEKTROLISIS DALAM INDUSTRI

– Electrolysis in electroplating, purifying and extracting metals / Elektrolisis dalam penyaduran, penulenan dan pengekstrakan logam.

VOLTAIC CELL / SEL KIMIA

• ELECTROCHEMICAL SERIES / SIRI ELEKTROKIMIA
– To define and memorise the sequence of metal including hydrogen in the Electrochemical Series.
Menakrif dan menghafal siri logam termasuk hidrogen dalam Siri Elektrokimia.

• APPLICATION OF ELECTROCHEMICAL SERIES IN DISPLACEMENT OF METALS
APLIKASI SIRI ELEKTROKIMIA DALAM PENYESARAN LOGAM
– To predict the displacement of metal reactions based on the positions of metals in the Electrochemical Series.
Meramal tindak balas penyesaran logam berdasarkan kedudukan logam dalam Siri Elektrokimia.
– To write the equation of displacement reaction and to state the observations.
Menulis persamaan tindak balas penyesaran dan menyatakan pemerhatian.
– To describe the metal displacement experiment to construct the Electrochemical Series.
Menghuraikan eksperimen penyesaran logam bagi membina Siri Elektrokimia.

• APPLICATION OF ELECTROCHEMICAL SERIES IN VOLTAIC CELL
APLIKASI SIRI ELEKTROKIMIA DALAM SEL KIMIA
– To determine the negative and positive terminals of a voltaic cell / Menentukan terminal negatif dan positif suatu sel kimia.
– To predict the voltage of voltaic cell / Meramal voltan sel kimia.
– To determine the direction of electron flow / Menentukan arah pengaliran elektron.

m Publica

88

Bhd.

Chemistry Form 4 • MODULE

ELECTROLYSIS / ELEKTROLISIS

1 Three types of substances that can be classified based on electrical conductivity.
Bahan boleh dibahagikan kepada tiga jenis berdasarkan kekonduksian elektrik.

Type of Definition Example
substance Definisi Contoh
Jenis bahan
Conductor Element that can conduct electricity Copper, lead, tin, silver and carbon
Konduktor at solid or molten state without any Kuprum, plumbum, stanum, argentum dan karbon

Electrolyte chemical changes , normally metals and – Aqueous solution of ionic compound such as copper(II)
Elektrolit carbon. sulphate solution and sodium chloride solution.
Unsur yang boleh mengkonduksi arus elektrik Larutan akueus bagi sebatian ion contohnya larutan kuprum(II) sulfat
dalam keadaan pepejal atau leburan tanpa dan larutan natrium klorida.

perubahan kimia , biasanya logam dan karbon. – Aqueous solution of *acid or alkali such as hydrochloric acid
L(HarCult)a annadku aemusm*aosnidiaa tsaoulaultkiaolni c(oNnHto3h)n.ya asid hidroklorik (HCl) dan
Compounds that can conduct electricity in larutan ammonia (NH3 ).
*molten state or *aqueous solution and
undergo chemical changes . – Molten ionic compounds such as molten lead(II)
Sebatian yang boleh mengkonduksikan arus bromide, molten sodium chloride and molten aluminium
elektrik dalam keadaan *lebur atau *akueus serta oxide.
mengalami perubahan kimia . Leburan sebatian ion contohnya leburan plumbum(II)
bromida, leburan natrium klorida dan leburan aluminium oksida.
* Molten state: a solid that is heated until
it melts.

* Lebur: pepejal yang dipanaskan sehingga cair.
* Aqueous solution: a solid that is

dissolved in water.
* Akueus: pepejal yang larut di dalam air.

* HmColleacnudleNwHi3thaoruetcwovaatelernbtuctoimonpiosuenddisn, exist in form of
water. (Explanation

is in the next topic i.e acid and base)

* HCl dan NH3 adalah sebatian kovalen, yang terdiri daripada molekul
dalam keadaan tanpa air tetapi ianya terion dalam air (akan dijelaskan

dalam tajuk seterusnya iaitu dalam asid dan bes)

Non- Compounds that cannot conduct electricity Molten covalent compound such as naphthalene, molten
electrolyte in molten and aqueous solution. sulphur and liquid bromine.
Sebatian kimia yang tidak boleh mengkonduksikan Leburan sebatian kovalen contohnya naftalena, sulfur lebur dan cecair
Bukan elektrolit
elektrik dalam keadaan lebur dan akueus. bromin.

2 Electrolysis is a process whereby an electrolyte is decomposed to its constituent elements when electric

current passes through it. arus elektrik dialirkan melaluinya.
Elektrolisis adalah proses penguraian elektrolit kepada unsur juzuknya apabila

3 Energy change in electrolysis process is electric energy to chemical energy .
Perubahan tenaga dalam proses elekrolisis adalah dari tenaga elektrik kepada tenaga kimia .

4 Conductor which is dipped into electrolyte which carries electric current in and out of electrolyte is called an
electrode . Electrode is normally made up of inert substance such as carbon.

Konduktor yang dicelup dalam elektrolit yang mengalirkan arus elektrik ke dalam dan keluar daripada elektrolit dipanggil elektrod .
Elektrod biasanya terdiri daripada bahan lengai seperti karbon.

5 An electrolytic cell is a set-up of apparatus that contains two electrodes which are dipped in an electrolyte
and produce a chemical reaction when connected to a battery (source of electricity).
Sel elektrolisis adalah susunan radas yang terdiri daripada dua elektrod yang dicelup ke dalam elektrolit dan menghasilkan

tindak balas kimia apabila disambungkan kepada bateri . (sumber arus elektrik).

m Publicat ion Sdn. Bhd.

89

Nila

MODULE • Chemistry Form 4

Example of electrolytic cell / Contoh sel elektrolisis:

(i) (ii) (iii)

Electrodes A Electrolyte
Elektrod Elektrolit
Electrode Electrode
Electrolyte Elektrod Elektrod Electrodes
Elektrolit Elektrod
Electrolyte
Heat Elektrolit A
Panaskan
Electrolysis of molten electrolyte Electrolysis of aqueous electrolyte Electrolysis of aqueous electrolyte
Elektrolisis elektrolit lebur (No gas released) (Gas is released)
Elektrolisis elektrolit dalam bentuk akueus Elektrolisis elektrolit dalam bentuk larutan
(Gas dibebaskan)
(Tiada gas dibebaskan)

6 Electric current from the battery flows into the electrolyte through the electrode. There are two types of electrode in the
electrolytic cell:

Arus elektrik dari bateri mengalir ke dalam elektrolit melalui elektrod. Terdapat dua jenis elektrod dalam sel elektrolisis:

(a) Anode: An electrode that is connected to the positive terminal of the battery.

Anod: Elektrod yang disambung kepada terminal positif bateri dalam sel elektrolisis.

(b) Cathode: An electrode that is connected to the negative terminal of the battery.

Katod: Elektrod yang disambung kepada terminal negatif bateri dalam sel elektrolisis.

7 An electrolyte consists of free moving ions because it is in a molten or aqueous state. Each ion moves to the opposite
charge electrode. There are two types of ions in electrolyte:
Dalam keadaan lebur atau akueus, elektrolit terdiri daripada ion-ion yang bergerak bebas. Setiap ion bergerak kepada elektrod yang

bertentangan cas. Terdapat dua jenis ion dalam elektrolit:

(a) Anions: Negative ions which are attracted and move to the positively charged electrode, anode .

Anion: Ion negatif akan tertarik dan bergerak ke arah elektrod anod yang bercas positif .

(b) Cations: Positive ions which are attracted and move to the negatively charged electrode, cathode .

Kation: Ion positif akan tertarik dan bergerak ke arah elektrod katod yang bercas negatif .

8 Electrolysis occurs at the electrode when electric current flows in the electrolytic cell. The stages in electrolysis process
are:
Proses elektrolisis berlaku di elektrod apabila arus elektrik mengalir melalui sel elektrolisis. Peringkat dalam proses elektrolisis adalah

seperti berikut:

(a) Anions (negative ions) are attracted and move to the anode . The anions release electrons to the surface

of anode and become neutral atoms or molecule. The anions are discharged at the anode.

Anion (ion negatif) akan tertarik dan bergerak ke arah anod . Anion melepaskan elektron pada permukaan anod dan

menjadi atom/molekul. Anion dinyahcaskan pada anod.

(b) Electrons flow from the anode to the cathode through the connecting wire in the external circuit .

Elektron mengalir dari anod ke katod melalui wayar penyambung dalam litar luar .

(c) Cations (positive ions) are attracted and move to the cathode . The cations receive electrons at the surface

of cathode and become neutral atoms or molecules. The cations are discharged at the cathode.

Kation (ion positif) akan tertarik dan bergerak ke arah katod . Kation menerima elektron pada permukaan katod dan

menjadi atom/molekul. Kation dinyahcaskan pada katod.

– Electrons flow through the external circuit / Elektron mengalir melalui litar luar.

– Chemical changes occur at the anode and cathode / Perubahan kimia berlaku di anod dan katod.

Nila m Publication Sdn.

90

Bhd.

Chemistry Form 4 • MODULE

FORMATION OF FREE MOVING IONS IN THE ELECTROLYTE
PEMBENTUKAN ION BERGERAK BEBAS DALAM ELEKTROLIT

1 Ionisation equation is an equation to determine the ions present in molten or aqueous electrolyte.

Persamaan pengionan adalah persamaan yang menunjukkan ion yang hadir dalam elektrolit sama ada dalam keadaan leburan atau

akueus.

(a) Example of ionisation of molten electrolyte (a compound that is heated until it melts)

Contoh pengionan elektrolit dalam keadaan leburan (sebatian yang dipanaskan sehingga lebur)

(i) Molten sodium chloride / Natrium klorida lebur: NaCl (s) Na+(l) + Cl–(l)

(ii) Molten lead (II) bromide / Plumbum (II) bromida lebur: PbBr2 (s) Pb2+(l) + 2Br –(l)
2Na+(l) + O2–(l)
(iii) Molten sodium oxide / Natrium oksida lebur: Na2O (s) 2Al3+(l) + 3O2–(l)

(iv) Molten aluminium oxide / Aluminium oksida lebur: Al2O3 (s)

(b) Example of the ionisation on an aqueous electrolyte (a compound that is dissolved in water):

Contoh pengionan elektrolit dalam keadaan akueus (sebatian yang dilarutkan dalam air):

(i) Sodium chloride solution / Larutan natrium klorida: NaCl(aq / ak ) Na+(aq) + Cl+(aq)

H2O H+(aq) + OH–(aq)

(ii) Copper(II) sulphate solution / Larutan kuprum(II) sulfat: CuSO4(aq / ak ) Cu2+ + SO42–
H+ + OH–
H2O
2H+ + SO42–
(iii) Sulphuric acid / Asid sulfurik: H2SO4(aq / ak ) H+ + OH–

H2O

2 Ionisation of molten electrolyte produces cation and anion of the compound only. However the ionisation of an
aqueous electrolyte produces cation and anion from the ionisation of the compound and water.
Pengionan elektrolit dalam keadaan lebur hanya menghasilkan kation dan anion dari sebatian itu sahaja. Pengionan elektrolit dalam
keadaan akueus menghasilkan kation dan anion daripada sebatian dan air.

Example / Contoh:
(i) Ionisation of molten sodium chloride produces Na+ and Cl– only.

Pengionan leburan natrium klorida menghasilkan Na+ dan Cl– sahaja.

(ii) Ionisation of aqueous sodium chloride produces Na+, H+, Cl– and OH–.

Pengionan larutan akueus natrium klorida menghasilkan Na+, H+, Cl– dan OH–.

REACTIONS AT THE ELECTRODES / TINDAK BALAS DI ELEKTROD

1 The process of cation gaining electron at the cathode or anion losing electrons at the anode is called discharged :

Proses apabila kation menerima elektron di katod atau anion melepaskan elektron di anod dipanggil nyahcas :

(a) A cation is discharged when it receives electrons at the cathode.

Kation dinyahcaskan apabila menerima elektron di katod.

(b) An anion is discharged when it releases electrons at the anode.

Anion dinyahcaskan apabila melepaskan elektron di anod.

(c) When ions are discharged , they become neutral atom or molecule .

Apabila ion dinyahcaskan , ianya akan menjadi atom atau molekul yang neutral.

2 The ionic equation that occurs at the anode and cathode to produce neutral atom or molecule is called

‘half equation’. atom atau molekul neutral dipanggil ‘persamaan
Persamaan ion yang berlaku di anod dan di katod untuk menghasilkan

setengah’.

m Publication Sdn. Bhd.

91

Nila

MODULE • Chemistry Form 4

3 Common half equation at the anode (anion/metal atom releases electrons):
Persamaan setengah yang biasa di anod (anion/atom logam melepaskan elektron):

Half equation Explanation
Persamaan setengah Penerangan

4OH– 2H2O + O2 + 4e Four hydroxide ions release four electrons to form two water molecules and one oxygen
molecule .

Empat ion hidroksida melepaskan empat elektron membentuk dua molekul air dan satu molekul oksigen.

2Cl– Cl2 + 2e Two chloride ions release two electrons to form one chlorine molecule .
Dua ion klorida melepaskan dua elektron membentuk satu molekul klorin.

2Br– Br2 + 2e Two bromide ions release two electrons to form one bromine molecule .
Dua ion bromida melepaskan dua elektron membentuk satu molekul bromin.

Cu Cu2+ + 2e Copper atom releases two electrons to form copper(II) ion .
Atom kuprum melepaskan dua elektron membentuk ion kuprum(II) .

Ag Ag+ + e Silver atom releases one electron to form silver ion .
Atom argentum melepaskan satu elektron membentuk ion argentum .

4 Common half equation at the cathode (cation receives electrons):
Persamaan setengah yang biasa di katod (kation menerima elektron):

Half equation Explanation
Persamaan setengah Penerangan

2H+ + 2e H2 Two hydrogen ions receive two electrons to form one hydrogen molecule .
Dua ion hidrogen menerima dua elektron membentuk satu molekul hidrogen.

Ag+ + e Ag Silver ion receive one electron to form one silver atom .

Ion argentum menerima satu elektron membentuk satu atom argentum.

Cu2+ + 2e Cu Copper(II) ion receives two electrons to form one copper atom .

Ion kuprum(II) menerima dua elektron membentuk satu atom kuprum.

5 Write the equation of discharge of ion
Tuliskan persamaan setengah untuk nyahcas ion yang berikut:

(i) Lead(II) ion to lead atom : Pb2+ + 2e Pb
Ag++ e Ag
Ion plumbum(II) kepada atom plumbum 2I– I2 + 2e

(ii) Silver ion to silver atom / :

Ion argentum kepada atom argentum

(iii) Iodide ion to iodine molecule :
Ion iodida kepada molekul iodin

Nila tion Sdn.EXERCISE / LATIHAN

Using lead(II) bromide as an example, explain the electrolysis of molten lead(II) bromide. In your explanation, draw a labeled
diagram for the set up of apparatus and show the movement of particles by using arrows that occur in lead(II) bromide and
the direction of electron flow in the external circuit.
Dengan menggunakan plumbum(II) bromida sebagai contoh, jelaskan elektrolisis leburan plumbum(II) bromida. Dalam penerangan anda,
lukiskan satu rajah susunan radas berlabel dan tunjukkan dengan anak panah pergerakan zarah yang berlaku dalam plumbum(II) bromida serta
arah aliran elektron dalam litar luar.

m Publica

92

Bhd.

Chemistry Form 4 • MODULE

Set-up of apparatus / Rajah susunan radas:
Carbon electrodes
Lead(II) bromide

Heat

Explanation / Penerangan:
– The ions present are lead(II) ions/ Pb2+ and bromide ions/ Br –.
– Bromide ion/ Br – move to the anode.
– Bromide ion/ Br – releases one electron to form bromine atom at the anode.
– Two bromine atoms combine to form bromine molecule.
– 2Br – Br2 + 2e
– Lead(II) ions/Pb2+ move to the cathode.
– Lead(II) ions/Pb2+ receive two electrons to form lead atom at the cathode.
– Pb2+ + 2e Pb

FACTOR THAT AFFECT THE ELECTROLYSIS OF AN AQUEOUS SOLUTION
FAKTOR YANG MEMPENGARUHI ELEKTROLISIS LARUTAN AKUEUS

1 When more than one type of ion are attracted towards the electrodes during electrolysis, only one type of ion is
selected to be discharged at each electrode. Selective discharge only occurs in aqueous solution because it usually
has more than one type of ion attracted to the anode or cathode.
Apabila lebih dari satu jenis ion bergerak ke elektrod semasa elektrolisis, hanya satu jenis ion sahaja yang akan dipilih untuk dinyahcas

pada setiap elektrod. Pemilihan nyahcas ion hanya berlaku di dalam larutan akueus sahaja kerana ia biasanya mempunyai lebih dari

satu jenis ion yang tertarik ke anod atau katod.

2 The selection of ion for discharge depends on three factors / Pemilihan ion untuk nyahcas bergantung pada tiga faktor:
(a) The position of ions in the electrochemical series (normally in dilute solution and inert electrode).
Kedudukan ion dalam siri elektrokimia (biasanya dalam larutan cair dan elektrod lengai).
(b) The concentration of electrolyte (normally in concentrated solution and inert electrode).
Kepekatan elektrolit (biasanya dalam larutan pekat dan elektrod lengai).
(c) The types of electrode (when reactive metal electrode is used).
Jenis elektrod (apabila elektrod logam reaktif digunakan).

3 The position of ions in the Electrochemical Series / Kedudukan ion dalam Siri Elektrokimia:
(a) When electrolysis is conducted on dilute solution and inert electrodes, the lower position of cation in the
Electrochemical Series, or anions in the lower position of the anion discharge series will be selected to be
discharged.
Apabila elektrolisis dijalankan ke atas larutan cair dan elektrod lengai, kation yang lebih rendah kedudukan dalam Siri Elektrokimia

atau anion yang lebih rendah kedudukan dalam siri discas anion akan dinyahcas.
Cation: K+, Na+, Ca2+, Mg2+, Al3+, Zn2+, Fe2+, Sn2+, Pb2+, H+, Cu2+, Ag+, and Au+

Kation: K+, Na+, Ca2+, Mg2+, Al3+, Zn2+, Fe2+, Sn2+, Pb2+, H+, Cu2+, Ag+, dan Au+

Increasing ease of discharge of ion from left to right

Ion semakin mudah dinyahcas dari kiri ke kanan

Anion: F–, SO42–, NO3–, Cl–, Br –, I–, and OH–
Anion: F–, SO42–, NO3–, Cl–, Br–, I–, dan OH–

m Publication Sdn. B hd.

93

Nila

MODULE • Chemistry Form 4

(b) Choose the ion to be discharged from the following pairs of ions. State the electrode where it occurs and write
the half equation for the discharge of ion:
Pilih ion yang akan dinyahcas dari pasangan ion berikut, nyatakan di elektrod mana ia berlaku dan tulis persamaan setengah untuk

nyahcas ion:
(i) Hydroxide & sulphate ions : Half equation: 4OH– 2H2O + O2 + 4e at the anode .

Ion hidroksida & ion sulfat : Persamaan setengah: 4OH– 2H2O + O2 + 4e di anod .

(ii) Hydroxide & nitrate ions : Half equation: 4OH– 2H2O + O2 + 4e at the anode .

Ion hidroksida & ion nitrat : Persamaan setengah: 4OH– 2H2O + O2 + 4e di anod .

(iii) Hydrogen & copper(II) ions : Half equation: Cu2+ + 2e Cu at the cathode .

Ion hidrogen & ion kuprum(II) : Persamaan setengah: Cu2+ + 2e Cu di katod .
(iv) Hydrogen & potassium ions : Half equation: 2H+ + 2e H2 at the cathode .

Ion hidrogen & ion kalium : Persamaan setengah: 2H+ + 2e H2 di katod .
(v) Hydrogen & silver ions : Half equation: Ag+ + e Ag at the cathode .

Ion hidrogen & ion argentum : Persamaan setengah: Ag+ + e Ag di katod .

(c) Complete the following table for the electrolysis of 0.1 mol dm–3 sodium nitrate solution using carbon electrode.
Lengkapkan jadual berikut bagi elektrolisis larutan natrium nitrat 0.1 mol dm–3 menggunakan elektrod karbon.

Set-up of apparatus
Susunan radas

Carbon electrodes Sodium nitrate

Equation of electrolyte ionisation NaHN2OO3 NHa++ + + O NHO– 3–
Persamaan pengionan elektrolit

Electrode / Elektrod Anode / Anod Cathode / Katod
Na+, H+
Ions that are attracted to the anode and NO3–, OH–
2H+ + 2e H2
cathode
Ion yang ditarik ke anod dan katod

Half equation 4OH– 2H2O + O2 + 4e
Persamaan setengah

Name of the products Oxygen Hydrogen
Nama hasil

Observations Gas bubbles are released. Gas bubbles are released.
Pemerhatian

Confirmatory test (method and – Insert a glowing wooden splinter into – When a lighted wooden splinter is
observations)
test tube. placed near the mouth of the test tube.
Ujian pengesahan (kaedah dan pemerhatian)
– Glowing wooden splinter is lighted up. – A ‘pop’ sound is produced.

Nila m Publication Sdn.

94

Bhd.

Chemistry Form 4 • MODULE

(d) Complete the following table for the electrolysis of 0.1 mol dm–3 sulphuric acid using carbon electrodes.
Lengkapkan jadual berikut bagi elektrolisis asid sulfurik 0.1 mol dm–3 menggunakan elektrod karbon.

Set-up of apparatus
Susunan radas

Carbon electrodes Sulphuric acid



Equation of electrolyte ionisation H2SO4 2H+ + SO42–
Persamaan pengionan elektrolit H2O H+ + OH–

Electrode / Elektrod Anode / Anod Cathode / Katod

Ions that are attracted to the anode and SO42–, OH– H+
cathode

Ion yang ditarik ke anod dan katod

Half equation 4OH– 2H2O + O2 + 4e 2H+ + 2e H2
Persamaan setengah

Name of the products Oxygen Hydrogen
Nama hasil

Observations Gas bubbles are released. Gas bubbles are released.
Pemerhatian

Confirmatory test (method and – Insert a glowing wooden splinter into – When a lighted wooden splinter is
observations)
test tube. placed near the mouth of the test tube.
Ujian pengesahan (kaedah dan pemerhatian)
– Glowing wooden splinter is lighted up. – A ‘pop’ sound is produced.

(e) Complete the following table for the electrolysis of 0.1 mol dm–3 copper(II) sulphate solution using carbon
electrodes.

Lengkapkan jadual berikut bagi elektrolisis larutan kuprum(II) sulfat 0.1 mol dm–3 menggunakan elektrod karbon.

Set-up of apparatus
Susunan radas

Carbon electrodes Copper(II) sulphate

Equation of electrolyte ionisation H2SO4 2H+ + SO42–
Persamaan pengionan elektrolit H2O H+ + OH–

Electrode / Elektrod Anode / Anod Cathode / Katod

Ions that are attracted to the anode and SO42–, OH– Cu2+, H+

cathode
Ion yang ditarik ke anod dan katod

Half equation 4OH– 2H2O + O2 + 4e Cu2+ + 2e Cu
Persamaan setengah

Name of the products Oxygen Copper
Nama hasil

Observations Gas bubbles are released. Brown solid deposited
Pemerhatian

Confirmatory test (method and – Insert a glowing wooden splinter into test tube. –
observations) – Glowing wooden splinter is lighted up.

Ujian pengesahan (kaedah dan pemerhatian)

4 Concentration of electrolyte / Kepekatan elektrolit:

(a) When electrolysis is carried out using inert electrodes and concentrated solutions, ions that are more

concentrated will be discharged but this is only true for halide ions, which are Cl–, Br – and I–.

Apabila elektrolisis dijalankan menggunakan elektrod lengai dan larutan pekat, ion yang lebih pekat akan dinyahcas tetapi ia benar

untuk ion-ion halida sahaja iaitu Cl–, Br– dan I–.

(b) State the selected ions to be discharged at the anode and cathode for the following concentrated solutions.

Nyatakan ion yang terpilih untuk dinyahcaskan di anod dan di katod bagi larutan pekat di bawah. m Publication Sdn. Bhd.

95

Nila

MODULE • Chemistry Form 4

(i) Concentrated hydrochloric acid solution, using carbon electrodes

Larutan asid hidroklorik pekat menggunakan elektrod karbon

Anode / Anod: Cl– Cathode / Katod: H+
K+
(ii) Concentrated potassium iodide solution, using carbon electrodes H+

Larutan kalium iodida pekat menggunakan elektrod karbon

Anode / Anod: l– Cathode / Katod:

(iii) Concentrated sodium chloride solution, using carbon electrodes

Larutan natrium klorida pekat menggunakan elektrod karbon

Anode / Anod: Cl– Cathode / Katod:

(c) Complete the following table for the electrolysis of 0.001 mol dm–3 hydrochloric acid and 2.0 mol dm–3 hydrochloric
acid, using carbon electrodes.
Lengkapkan jadual berikut bagi elektrolisis asid hidroklorik 0.001 mol dm–3 dan asid hidroklorik 2.0 mol dm–3 menggunakan elektrod

karbon.

Set-up of apparatus
Susunan radas

Carbon electrodes Hydrochloric acid

Equation of electrolyte ionisation H+ + Cl–
Persamaan pengionan elektrolit HCl H+ + OH–

Electrolyte H2O 2.0 mol dm-3 of HCl
Elektrolit 0.001 mol dm-3 of HCl HCl 2.0 mol dm–3

Ions that are attracted to the cathode HCl 0.001 mol dm–3 H+
Ion bergerak ke katod
H+
Half equation at the cathode
Persamaan setengah di katod 2H+ + 2e H2 2H+ + 2e H2

Observation at cathode Gas bubbles are released. Gas bubbles are released.
Pemerhatian di katod
– Insert a burning wooden splinter into – Insert a burning wooden splinter into
Confirmatory test at cathode (method
and observations) the test tube. the test tube.
Ujian pengesahan (kaedah dan pemerhatian)
– A ‘Pop’ sound is produced. – A ‘pop’ sound is produced.

Name the products at the cathode Hydrogen gas Hydrogen gas
Nama hasil di katod
Cl– , OH– Cl– , OH–
Ions that are attracted to the anode
Ion bergerak ke anod 4OH– 2H2O + O2 + 4e 2Cl– Cl2 + 2e

Half equation at the anode Gas bubbles are released. Greenish yellow gas is released.
Persamaan setengah di anod
– Insert a glowing wooden splinter into – A damp blue litmus paper placed near
Observations at anode / Pemerhatian the test tube. the mouth of the test tube.
– Glowing wooden splinter is lighted up. – The gas changed the damp blue litmus
Confirmatory test at anode (method paper to red and then bleached it.
and observations)
Ujian pengesahan (kaedah dan pemerhatian)

Name the product at the anode Oxygen gas Chlorine gas
Nama hasil di anod

The concentration of hydrochloric acid Concentration of hydrochloric acid Concentration of hydrochloric acid

after a while and explanation increases . Hydrogen gas is released at decreases . Hydrogen gas released at
Kepekatan elektrolit selepas beberapa ketika the cathode and oxygen gas is released the cathode and chlorine gas released at
at the anode. Water decomposed to
dan terangkan the anode. Concentration of chloride
oxygen gas and hydrogen gas. ions decreases.

Kepekatan asid hidroklorik bertambah . Kepekatan asid hidroklorik berkurang .

Gas hidrogen dibebaskan di katod dan gas Gas hidrogen dibebaskan di katod dan gas

oksigen dibebaskan di anod. Air terurai kepada klorin dibebaskan di anod. Kepekatan ion

gas oksigen dan gas hidrogen . klorida berkurang.

Nila m Publication Sdn.

96

Bhd.

Chemistry Form 4 • MODULE

(d) Complete the following table for the electrolysis of 2.0 mol dm–3 sodium iodide solution using carbon electrodes.
Lengkapkan jadual berikut bagi elektrolisis larutan natrium iodida 2.0 mol dm–3 menggunakan elektrod karbon.

Set-up of apparatus
Susunan radas

Carbon electrodes Sodium iodide

Equation of electrolyte ionisation NaI Na+ + I–
Persamaan pengionan elektrolit H2O H+ + OH–

Electrode / Elektrod Anode / Anod Cathode / Katod

Ions that are attracted to the anode and I–, OH– Na+, H+
cathode

Ion yang ditarik ke anod dan katod

Half equation 2I– I2 + 2e 2H+ + 2e H2
Persamaan setengah

Name of the products Iodine Hydrogen
Nama hasil

Observations Brown solution is formed. Gas bubbles are released.
Pemerhatian

Confirmatory test (method and – A few drops of starch solution added. – When a lighted wooden splinter is
observations) – Starch solution turns to dark blue. placed near the mouth of the test tube.
– A ‘pop’ sound is produced.
Ujian pengesahan (kaedah dan pemerhatian)

5 Types of electrode
Jenis elektrod:
(a) There are two types of electrode
Terdapat dua jenis elektrod:
(i) Inert electrode – An electrode that acts as a conductor only and does not undergo any chemical changes.
Normally they are made of carbon or platinum.
Elektrod lengai – Elektrod yang bertindak sebagai pengalir arus sahaja dan tidak mengalami perubahan kimia. Biasanya

diperbuat daripada karbon atau platinum.

(ii) Reactive electrode – An electrode that not only acts as a conductor but also undergoes chemical changes.
During the electrolysis, the metal atom at the anode releases electron to form metal ion, metal anode
becomes thinner while the less electropositive cation will be selected at the cathode which consist of metal
electrodes such as copper, silver and nickel.
Elektrod reaktif – Elektrod yang bertindak bukan sahaja sebagai pengalir arus tetapi juga mengalami perubahan kimia.

Semasa proses elektrolisis berlaku, atom logam pada anod melepaskan elektron menjadi ion logam, anod logam menjadi

nipis manakala ion yang kurang elektropositif akan menyahcas di katod yang terdiri daripada logam seperti kuprum, argentum

dan nikel.

m Publication Sdn. B hd.

97

Nila

MODULE • Chemistry Form 4

(b) Complete the following table for the electrolysis of 1 mol dm–3 copper(II) sulphate solution with carbon electrode
and copper electrode.
Lengkapkan jadual berikut bagi elektrolisis larutan kuprum(II) sulfat 1 mol dm–3 menggunakan elektrod karbon dan elektrod kuprum.

Set-up of apparatus
Susunan radas

Copper(II) Copper
sulphate electrodes

Carbon Copper(II)
electrodes sulphate



Equation of electrolyte ionisation CuSO4 (aq / ak ) Cu2+ + SO42–
Persamaan pengionan elektrolit H2O H+ + OH–

Type of electrode Carbon electrode Copper electrode
Jenis elektrod Elektrod karbon Elektrod kuprum

The ions that move to the cathode Cu2+, H+ Cu2+, H+
Ion bergerak ke katod

Half equation at the cathode Cu2+ + 2e Cu Cu2+ + 2e Cu
Persamaan setengah di katod

Name the product at the cathode Copper Copper
Nama hasil di katod

Observation at cathode Brown solid deposited Brown solid deposited
Pemerhatian di katod

The ions that move to the anode SO42–, OH– SO42–, OH–
Ion bergerak ke anod

Half equation at the anode 4OH– 2H2O + O2 + 4e Cu Cu2+ + 2e
Persamaan setengah di anod

Name the product at anode Oxygen gas Copper(II) ion
Nama hasil di anod
– Gas bubbles are released. – Copper electrode becomes thinner.
Observations at the anode – Intensity of blue colour decreases. – Intensity of blue colour remains
Pemerhatian di anod unchanged.

Confirmatory test (method and – Insert a glowing wooden splinter into –
observations) the test tube.
Ujian pengesahan (kaedah dan – Glowing wooden splinter is lighted up.

pemerhatian )

The concentration of copper(II) – Concentration of copper(II) sulphate – Concentration of copper(II) sulphate
solution after a while and solution decreases. solution remains unchanged.
explanation – Copper(II) ions discharge as copper – The number of copper atoms form
Kepekatan elektrolit selepas beberapa
atoms and deposited the cathode. copper(II) ions at the anode is equal to
ketika dan terangkan the number of copper(II) ions form copper
atoms at the cathode.

Nila m Publication Sdn.

98

Bhd.