Jadual Berkala Unsur — Nota JomSkor
Bab 4 membincangkan perkembangan jadual berkala, trend sifat fizik dan kimia unsur mengikut kumpulan dan kala. Pelajar perlu faham trend Kumpulan 1, 17, 18, Kala 3 dan ciri-ciri istimewa unsur peralihan dengan data tepat.
Kimia · Tingkatan 4
Bab 4 membincangkan perkembangan jadual berkala, trend sifat fizik dan kimia unsur mengikut kumpulan dan kala. Pelajar perlu faham trend Kumpulan 1, 17, 18, Kala 3 dan ciri-ciri istimewa unsur peralihan dengan data tepat.
Perkembangan Jadual Berkala
- Lavoisier: kelaskan unsur kepada gas, bukan logam, logam dan tanah.
- Döbereiner: Triad — tiga unsur serupa, jisim tengah ≈ purata dua lagi.
- Newlands: Hukum Oktaf — setiap unsur ke-8 bersifat serupa dengan yang pertama.
- Lothar Meyer: graf isi padu atom vs jisim atom.
- Mendeleev: susun mengikut jisim atom, tinggalkan ruang kosong, ramal unsur belum dijumpai.
- Moseley: jadual berkala moden — susun mengikut NOMBOR PROTON.
Kumpulan 18 — Gas Adi
- Unsur: He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn.
- Tidak reaktif kerana susunan elektron oktet (atau duplet untuk He) yang stabil.
- Wujud sebagai monoatom.
- Kegunaan: He — belon kaji cuaca, tangki selam; Ne — lampu papan iklan; Ar — mentol elektrik, kimpalan; Kr — lampu denyar kilat; Xe — lampu rumah api, ubat bius; Rn — rawatan kanser.
Kumpulan 1 — Logam Alkali (Data Tepat)
- Unsur: Li, Na, K, Rb, Cs, Fr.
- Data sifat fizik: Li (jejari 0.133 nm, takat lebur 186°C, takat didih 1342°C); Na (0.186 nm, 98°C, 880°C); K (0.203 nm, 64°C, 760°C).
- Menurun kumpulan: saiz atom bertambah, takat lebur/didih berkurang, kereaktifan meningkat.
- Tindak balas dengan air: 2Li + 2H₂O → 2LiOH + H₂; 2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂.
- Tindak balas dengan O₂: 4Li + O₂ → 2Li₂O (oksida bes).
- Tindak balas dengan Cl₂: 2Na + Cl₂ → 2NaCl.
Kumpulan 17 — Halogen (Data Tepat)
- Unsur: F, Cl, Br, I, At.
- Data: Cl₂ (gas, -101°C, -34°C, 0.003 g/cm³); Br₂ (cecair, -7°C, 59°C, 3.12 g/cm³); I₂ (pepejal, 114°C, 184°C, 4.95 g/cm³).
- Menurun kumpulan: kereaktifan berkurang, takat lebur/didih meningkat, warna semakin gelap.
- Tindak balas dengan air: Cl₂ + H₂O → HCl + HOCl (larutan berasid).
- Tindak balas dengan logam: 2Fe + 3Br₂ → 2FeBr₃.
- Tindak balas dengan NaOH: I₂ + 2NaOH → NaI + NaOI + H₂O.
- Penyesaran: Cl₂ + 2KBr → 2KCl + Br₂.
Kala 3 dan Unsur Peralihan
- Kala 3: Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, Ar.
- Merentasi Kala 3: saiz atom berkurang, keelektronegatifan meningkat.
- Data jejari (nm): Na 0.186, Mg 0.160, Al 0.143, Si 0.118, P 0.110, S 0.104, Cl 0.100, Ar 0.094.
- Sifat oksida: Na₂O/MgO (bes) → Al₂O₃ (amfoterik) → SiO₂/P₄O₁₀/SO₂/Cl₂O₇ (asid).
- Unsur peralihan (blok-d): lebih dari satu nombor oksidaan, sebatian berwarna, pemangkin, ion kompleks.
- Ion berwarna: Cr³⁺ hijau, MnO₄⁻ ungu, Fe²⁺ hijau, Fe³⁺ perang, Cu²⁺ biru.
Contoh soalan
Unsur Q mempunyai susunan elektron 2.8.7. Nyatakan (a) kumpulan dan kala Q, (b) sifat kimia Q berbanding dengan unsur di atasnya dalam jadual berkala.
- (a) Elektron valens = 7 → Kumpulan 17; bilangan petala = 3 → Kala 3. Q ialah Klorin (Cl).
- (b) Q (Cl) kurang reaktif berbanding F kerana saiz atom lebih besar → petala valens lebih jauh dari nukleus → daya tarikan nukleus lebih lemah → lebih susah menarik elektron.
Contoh soalan
Jelaskan mengapa kereaktifan logam alkali meningkat apabila menuruni Kumpulan 1.
- Apabila menuruni Kumpulan 1, bilangan petala bertambah → saiz atom bertambah besar.
- Elektron valens terletak semakin jauh daripada nukleus.
- Daya tarikan nukleus terhadap elektron valens semakin lemah.
- Elektron valens lebih mudah diderma → kereaktifan logam alkali meningkat.
- Kumpulan 1 kereaktifan MENINGKAT menurun; Kumpulan 17 kereaktifan BERKURANG menurun — jangan terbalik
- Gas adi tidak reaktif kerana susunan OKTET stabil — bukan kerana tiada elektron
- Halogen: Cl₂=gas, Br₂=cecair, I₂=pepejal pada suhu bilik — keadaan fizik BERBEZA
- Takat lebur Kumpulan 1: Li (186°C) > Na (98°C) > K (64°C) — berkurang menurun kumpulan
- Sifat oksida Kala 3: Al₂O₃ = AMFOTERIK (bukan asid atau bes semata-mata)
- Soalan trend kumpulan 1 dan 17 sangat kerap — wajib boleh jelaskan SEBAB (bukan hanya nyatakan trend)
- Untuk jawapan sebab kereaktifan: gunakan rantaian → saiz atom → jarak elektron valens → daya tarikan nukleus → kemudahan derma/terima elektron
- Data jadual 4.3 (kumpulan 1) dan 4.6 (kumpulan 17) boleh ditanya dalam soalan data response
- Ion berwarna unsur peralihan: Fe²⁺ hijau, Fe³⁺ perang, Cu²⁺ biru, MnO₄⁻ ungu — hafal untuk soalan analisis kualitatif
- gas adi
- Unsur Kumpulan 18 (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn) — tidak reaktif, susunan elektron oktet stabil
- halogen
- Unsur Kumpulan 17 (F, Cl, Br, I, At) — bukan logam reaktif dengan 7 elektron valens
- penyesaran
- Tindak balas di mana unsur lebih reaktif menyesarkan unsur kurang reaktif daripada sebatiannya
- kereaktifan
- Ukuran kemudahan sesuatu unsur bertindak balas secara kimia
- logam alkali
- Unsur Kumpulan 1 (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr) — logam yang sangat reaktif dengan 1 elektron valens
- unsur peralihan
- Unsur blok-d (Kumpulan 3–12) dengan lebih dari satu nombor oksidaan, sebatian berwarna dan sifat pemangkin
- oksida amfoterik
- Oksida yang boleh bertindak balas dengan kedua-dua asid dan alkali — contoh: Al₂O₃
- keelektronegatifan
- Ukuran kecenderungan atom menarik pasangan elektron dalam ikatan kovalen