Nota Sains Tambahan Tingkatan 4 Bab 3: Jadual Berkala Unsur

Sains Tambahan: Tingkatan 4
BAB 3: Jadual Berkala Unsur
βοΈ3.1 Sejarah Jadual Berkala Unsur
Perkembangan pengelasan unsur oleh ahli sains dari zaman dahulu hingga terbentuknya Jadual Berkala Moden.
Antoine Lavoisier
Mengelaskan unsur kepada 4 kumpulan: gas, bukan logam, logam dan tanah (tetapi sebahagiannya adalah sebatian, bukan unsur).
Johann W. Dobereiner
Memperkenalkan Hukum Triad. Kumpulan 3 unsur dengan sifat kimia sama. Jisim atom unsur tengah adalah purata dua unsur lain.
John Newlands
Menyusun unsur mengikut pertambahan jisim atom. Memperkenalkan Hukum Oktaf (sifat kimia berulang pada unsur ke-8).
Mendeleev & Meyer
Mendeleev menyusun ikut jisim atom dan sifat kimia, serta meninggalkan ruang kosong untuk unsur yang belum ditemui (meramal sifatnya).
Henry Moseley (Moden)
Menyusun unsur mengikut tertib Nombor Proton (Z) yang menaik. Inilah asas kepada Jadual Berkala Moden yang kita guna hari ini.
Kumpulan 1 & Kumpulan 17
Perbandingan antara Logam Alkali yang sangat reaktif dan Halogen (Bukan Logam).
Kumpulan 1
Logam Alkali
Unsur: Litium (Li), Natrium (Na), Kalium (K)…
Sifat Fizik & Kimia:
- Logam lembut, ketumpatan rendah, takat lebur rendah.
- Mempunyai 1 elektron valens. (Menderma 1eβ» membentuk ion +1).
- Sangat reaktif. Disimpan dalam minyak parafin.
Tindak Balas Kimia:
Apabila menuruni kumpulan (Li → Na → K), kereaktifan BERTAMBAH kerana saiz atom bertambah, daya tarikan nukleus terhadap elektron valens lemah, elektron lebih mudah dilepaskan.
Kumpulan 17
Halogen
Unsur: Fluorin (F), Klorin (Cl), Bromin (Br), Iodin (I)…
Sifat Fizik & Kimia:
- Bukan logam, wujud sebagai molekul dwiatom (Cth: Cl2). Beracun.
- Mempunyai 7 elektron valens. (Menerima 1eβ» membentuk ion -1).
- Warna semakin gelap apabila menuruni kumpulan.
Tindak Balas Kimia:
Apabila menuruni kumpulan (F → Cl → Br → I), kereaktifan BERKURANG kerana saiz atom bertambah, daya tarikan nukleus lemah, sukar menarik 1 elektron untuk mencapai oktet.
3.4 Kumpulan 18 (Gas Adi)
Unsur yang paling stabil dan lengai (tidak reaktif) di dalam Jadual Berkala.
Mengapa Kumpulan 18 Lengai (Tidak Reaktif)?
Semua Gas Adi telah mencapai susunan elektron duplet (2 elektron valens untuk Helium) atau oktet (8 elektron valens untuk unsur lain) yang stabil.
Oleh itu, unsur-unsur ini tidak menderma, tidak menerima, dan tidak berkongsi elektron dengan unsur lain. Ia wujud sebagai gas monoatom (atom tunggal).
Kegunaan Gas Adi dalam Kehidupan Harian
Helium
Diisi ke dalam belon kaji cuaca & belon udara panas (sangat ringan & tidak terbakar).
Neon
Digunakan dalam papan tanda iklan bernyala yang berwarna-warni.
Argon
Diisi ke dalam mentol lampu filamen supaya filamen tungsten tidak cepat teroksida/putus.
Kripton / Xenon
Digunakan dalam lampu kilat (flash) kamera dan lampu rumah api.
3.5 Kala 3
Perubahan sifat unsur merentasi Kala 3 (dari kiri ke kanan).
π Perubahan Merentasi Kala (Kiri → Kanan)
- 1. Saiz Atom BERKURANG: Nombor proton bertambah → Cas nukleus bertambah → Daya tarikan terhadap elektron valens semakin kuat → Petala ditarik lebih dekat ke nukleus.
- 2. Keelektronegatifan BERTAMBAH: Kecenderungan atom menarik elektron bertambah kerana saiz atom yang semakin kecil.
- 3. Sifat Logam BERKURANG: Berubah daripada pepejal logam kepada separa logam (Silikon) dan seterusnya gas bukan logam.
π§ͺ Perubahan Sifat Oksida Unsur
Oksida Bes (Kiri)
Na2O, MgO. Boleh larut dalam air membentuk alkali (pH > 7) dan bertindak balas dengan asid.
Oksida Amfoterik (Tengah)
Al2O3. Bersifat asid dan juga bes. Boleh bertindak balas dengan asid mahupun alkali.
Oksida Asid (Kanan)
SiO2, P4O10, SO2, Cl2O7. Boleh larut membentuk asid (pH < 7) dan bertindak balas dengan alkali.
3.6 Unsur Peralihan
Logam keras yang terletak di blok tengah Jadual Berkala (antara Kumpulan 2 dan 13).
β¨ Ciri-ciri Istimewa (Selain sifat logam biasa)
Nombor Pengoksidaan Pelbagai
Boleh membentuk ion dengan cas berbeza. Cth: Ferum (Fe2+, Fe3+).
Membentuk Ion / Sebatian Berwarna
Cth: Kuprum(II) sulfat berwarna biru. Kalium manganat(VII) berwarna ungu.
Bertindak sebagai Mangkin
Mempercepatkan tindak balas dalam industri pembuatan.
Membentuk Ion Kompleks
Molekul besar dengan ikatan koordinat. Cth: Ion heksasianoferat(II).
Kegunaan dalam Industri (Sebagai Mangkin)
Besi (Ferum / Fe)
Proses Haber
Vanadium(V) Oksida (V2O5)
Proses Sentuh
Platinum (Pt)
Proses Ostwald
Nikel (Ni) / Platinum
Penghidrogenan
Sains Tambahan Tingkatan 4 © Nota Interaktif Kimia Digital
GLOSARI JADUAL BERKALA UNSUR
| Istilah | Definisi |
|---|---|
| Alkali | Bes yang larut dalam air. |
| Bes | Oksida logam yang boleh bertindak balas dengan asid untuk menghasilkan garam dan air. |
| Gas Adi | Nama lain bagi unsur Kumpulan 18, yang bersifat lengai secara kimia. |
| Halogen | Nama lain bagi unsur Kumpulan 17. |
| Hukum Oktaf | Prinsip John Newlands: sifat fizik/kimia unsur berulang pada setiap unsur kelapan apabila disusun mengikut jisim atom. |
| Ion Kompleks | Struktur ion besar yang terbentuk apabila ion unsur peralihan bergabung dengan sebatian lain. |
| Jadual Berkala | Susunan unsur mengikut tertib pertambahan nombor atom dan sifat kimia yang serupa dalam kumpulan yang sama. |
| Kala | Baris mendatar dalam Jadual Berkala Unsur. |
| Kumpulan | Turus menegak dalam Jadual Berkala Unsur dengan sifat kimia yang serupa. |
| Logam Alkali | Nama lain bagi unsur Kumpulan 1. |
| Mangkin | Bahan yang mempercepatkan kadar tindak balas tanpa mengalami perubahan kimia secara kekal. |
| Metaloid | Unsur separa logam dengan sifat pertengahan antara logam dan bukan logam (cth: Silikon). |
| Nombor Atom | Bilangan proton dalam nukleus atom yang menentukan kedudukan unsur dalam Jadual Berkala. |
| Nombor Pengoksidaan | Cas yang dimiliki atom dalam sebatian jika elektron dipindahkan sepenuhnya. |
| Oksida Amfoterik | Oksida yang boleh bertindak balas dengan kedua-dua asid dan alkali untuk membentuk garam dan air. |
| Oksida Asid/Bes | Oksida bukan logam (asid) atau logam (bes) yang bertindak balas dengan lawan mereka untuk menghasilkan garam dan air. |
| Unsur Peralihan | Unsur-unsur yang terletak di antara Kumpulan 2 dan 13 (Kumpulan 3 hingga 12). |
