Modul 1 kimia SPM 2014 tingkatan 4, untuk rujukan guru dan pelajar.

1. MODUL KIMIA SPM 2014
KERTAS 2
[100 markah]
KELAS INTENSIF SKOR Kimia A+
MODUL 1
BAB 2: STRUKTUR ATOM
BAB 3: FORMULA DAN PERSAMAAN KIMIA
Written by: Cikgu Marzuqi Mohd Salleh
M.Sc. Ed USM
BSc (hons) Ed (Chemistry) USM
Cikgu Marzuqi, M.Sc. Edu USM
Acceleration Chemistry

2. BAB 2: STRUKTUR ATOM
2.1 JIRIM
2.1.1Teori Zarah Jirim
1. Jirim merujuk kepada sebarang bahan yang mempunyai jisim dan isi padu.
2. Jirim terdiri daripada zarah yang seni dan diskrit.
3. Zarah itu mungkin atom, molekul, atau ion.
4. Atom ialah zarah neutral yang paling kecil dalam unsur dan dapat wujud secara
sendiri atau mengambil bahagian dalam tindak balas kimia.
5. Molekul ialah zarah yang neutral, terdiri daripada sekumpulan atom unsur yang
sama atau unsur yang berlainan yang diikat secara kimia.
6. Ion ialah zarah yang bercas positif atau negatif.
7. Ion yang bercas positif disebut kation. Ion yang bercas negatif disebut anion.
8. Jirim dapat wujud sebagai unsur atau sebatian.
a) Unsur ialah bahan tulen yang tidak dapat diurai kepada bahan yang ringkas
secara kimia. Unsur ini terdiri daripada satu jenis atom sahaja.
b) Sebatian terdiri daripada atom yang lebih daripada satu jenis yang diikat
secara kimia.
JIRIM
UNSUR
ATOM
SEBATIAN
MOLEKUL
MOLEKUL
ION
Rajah 2.1 Pengelasan jirim
2.1.2 Teori Kinetik Jirim
1. Teori kinetik jirim dapat digunakan untuk menerangkan
Resapan
Perubahan keadaan jirim
2. Teori kinetik ialah perkembangan daripada teori zarah jirim.teori ini menerangkan
keadaan jirim yang berbeza dari segi aspek pergerakan zarah.
Cikgu Marzuqi, M.Sc. Edu USM
Acceleration Chemistry

3. 3. Berdasarkan teori kinetik:
Zarah mempunyai tenaga kinetik. Zarah selalu bergerak secara rawak dan
berlanggaran antara satu sama lain.
Kelajuan zarah dalam tiga keadaan fizik jirim adalah berbeza.
Semakin tinggi suhu, semakin tinggi tenaga kinetik. Zarah bergerak dengan lebih
laju.
4. Pada suhu yang diberikan, zarah yang lebih ringan bergerak dengan lebih laju
berbanding dengan zarah yang berat.Terdapat tiga keadaan fizik jirim: pepejal,
cecair dan gas.
Jadual 2.1 Perbandingan antara pepejal, cecair dan gas.
Keadaan jirim
Sifat
Pepejal
Cecair
Gas
Sususan zarah
Sangat rapat,
teratur
Daya tarikan antara
zarah
Pergerakan zarah
Sangat kuat
Kadar resapan
Isi padu
Bentuk
Bergetar dan
berputar pada
kedudukan yang
tetap.
Rendah
Tidak dapat
dimampat
Sangat rendah
Tetap
Tetap
Ketumpatan
Tinggi
Tenaga kinetik
Kebolehmampatan
Cikgu Marzuqi, M.Sc. Edu USM
Tidak disusun
Tidak rapat, disusun dengan teratur,
dengan longgar.
sangat jauh antara
satu sama lain.
Lemah
Sangat lemah
Bergetar, berputar,
dan bergerak
secara bebas.
Bergetar, berputar,
dan bergerak
secara rawak.
Sederhana
Sukar dimampat
Sangat tinggi
Mudah dimampat
Sederhana
Tetap
Mengikut bentuk
nekas
Sederhana
Sangat tinggi
Tidak tetap
Mengikut bentuk
bekas.
Sangat rendah.
Acceleration Chemistry

4. 5.
Resapan
a. Resapan ialah satu proses apabila bahan yang berlainan dicampur akibat
daripada pergerakan rawak zarah daripada kawasan yang berkepekatan tinggi
ke kawasan berkepekatan rendah.
b. Resapan melibatkan dua konsep:


Zarah bergerak melalui ruang udara yang terdapat di medium tertentu.
Pergerakan zarah berlaku secara rawak di semua arah.
c. Resapan zarah berlaku pada gas, cecair dan pepejal. Kadar resapan berkadar
langsung dengan kelajuan zarah dan juga ruang udara di antara zarah- zarah.
Kadarnya paling tinggi pada gas, lebih rendah pada cecair, dan paling rendah
pada pepejal.
d. Terdapat ruang udara yang lebih banyak besar di antara zarah- zarah gas.
Ruang di antara zarah-zarah cecair adalah lebih kecil. zarah-zarah dalam
pepejal adalah sangat rapat antara satu sama lain dengan ruang yang sangat
kecil.
e. Sebagai contohya, suatu balang gas yang mengandungi udara diletakkan di atas
satu balang gas yang lain yang mengandungi wap bromin. Selepas penutup
diagihkan, wap bromine perang meresap di seluruh balang.
2.1.3 Perubahan Keadaan Jirim
Jirim dapat berubah daripada satu keadaan kepada satu keadaan yang lain jika haba
diserap atau dibebaskan.
Cecair
Pepejal
Gas
Rajah 2.3 Perubahan keadaan jirim
Cikgu Marzuqi, M.Sc. Edu USM
Acceleration Chemistry

5. 2.1.4
Graf pemanasan jirim
1. Keadaan perubahan jirim dapat dijelaskan melalui graf pada Rajah di bawah.
Rajah 2.4 Graf pemanasan naflatena
AB: Naftalena dalam keadaan pepejal. Apabila dipanaskan, tenaga haba ditukar
kepada tenaga tenaga kinetik. Molekul bergetar dengan cepat pada kedudukan yang
tetap. Suhu naftalena meningkat.
BC: Naftalena mula melebur di B. Molekul naftalena menerima tenaga yang cukup
untuk mengatasi daya tarikan di antaranya. Suhu adalah tetap. Suhu apabila pepejal
menjadi cecair disebut takat lebur. Sekarang, naftalena terdiri daripada satu campuran
pepejal dan cecair. Haba diserap sehingga naftalena bertukar menjadi cecair dengan
selengkapnya.Semua naftalena telah melebur dengan lengkap di C.
CD: Naftalena dalam keadaan cecair. Apabila naftalena dipanaskan, molekul
menerima tenaga haba yang banyak. Suhu terus meningkat.
2. Dalam pemanasan naftalena, kukus air digunakan dan bukan dipanaskan secara
terus, hal ini
untuk memastikan proses pemanasan adalah seragam.
kerana wap naftalena adalah sangat mudah terbakar.
3. Bagi menentukan takat lebur suatu bahan yang melebihi 100 celcius, kukus minyak
atau kukus pasir diperlukan.
4. Pembekuan adalah proses apabila cecair bertukar menjadi pepejal. Sebagai
contohnya, penyejukan naftalena.
Cikgu Marzuqi, M.Sc. Edu USM
Acceleration Chemistry

6. Rajah 2.5 Graf penyejukan naftalena
PQ: Naftalena dalam keadaan cecair. Suhu menurun kerana molekul naftalena
kehilangan haba. Pergerakannya menjadi perlahan dan molekul menjadi semakin
rapat.
QR: Cecair mula membeku di Q, cecair itu berada dalam keadaan campuran
pepejal dan cecair. Suhu adalah tetap kerana haba yang hilang ke persekitaran
diseimbangkan dengan tenaga yang dibebaskan untuk menarik zarah bersama.
Suhu apabila cecair menjadi pepejal disebut takat beku.
RS: Naftalena dalam keadaan pepejal. Suhu terus menurun lagi sehingga
mencapai suhu bilik.
5. Semasa proses penyejukan, tabung didih diletakkan di dalam kelalang kon
untuk memastikan proses penyejukan adalah seragam.
untuk mengelakkan kehilangan haba dengan cepat.
6. Bagi bahan yang tulen, takat beku dan takat leburnya adalah sama. Tenaga haba
dibebaskan semasa pembekuan.
7. Kehadiran bendasing akan merendahkan takat lebur tetapi meningkatkan takat
didih suatu bahan.
8. Keadaan fizik suatu bahan pada suhu dan tekanan tertentu bergantung pada takat
lebur dan takat didihnya.
Suatu bahan berada dalam keadaan pepejal jika wujud pada suhu yang lebih
rendah daripada takat leburnya.
Suatu bahan berada dalam keadaan cecair jika wujud pada suhu yang lebih
tinggi daripada takat leburnya tetapi lebih rendah daripada takat didihnya.
Suatu bahan berada dalam keadaan gas jika wujud pada suhu yang lebih ntinggi
daripada takat didihnya.
Cikgu Marzuqi, M.Sc. Edu USM
Acceleration Chemistry

7. 2.2 STRUKTUR ATOM
2.2.1 Nombor Proton Dan Nombor Nukleon
1. Zarah subatom dalam suatu atom ialah proton, elekrton, dan neutron.
Nombor nukleon, A
= bilangan proton + bilangan neutron
=p+n
Bilangan neutron dalam atom
= nombor nukleon – nombor proton
=A-Z
A
2. Nombor nucleon A, dan nombor proton Z, bagi unsur X ditulis sebagai X
Z
3. Ahli kimia menggunakan simbol sebagai singkatan bagi nama unsur.
Jadual 2.3 Unsur dengan simbol, nombor proton, nombor nukleon, dan bilangan zarah
subatomnya.
Unsur
Hidrogen
Helium
Litium
Berilium
Boron
Karbon
Nitrogen
Oksigen
Fluorin
Neon
Natrium
Magnesium
Aluminium
Silikon
Fosforus
Sulfur
Klorin
Argon
Kalium
Kalsium
Simbol
H
Nombor
proton (Z)
1
2
4
O
F
6
7
8
9
11
P
S
Cikgu Marzuqi, M.Sc. Edu USM
13
14
15
17
18
19
20
Nombor
nucleon (A)
1
7
9
11
14
19
20
23
24
28
32
35
40
39
40
Bilangan
proton
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Bilangan
elektron
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Bilangan
neutron
0
2
4
5
6
6
7
8
10
12
12
14
16
22
20
Acceleration Chemistry

8. 2.3 ISOTOP
1. Isotop ialah atom-atom bagi unsur yang sama mempunyai bilangan proton yang
sama tetapi bilangan neutron yang berbeza.
2. Dengan perkataan yang lain. isotop mempunyai nombor proton yang sama
tetapi nombor nukleon yang berbeza.
3. Isotop mempunyai
a) sifat kimia yang serupa kerana bilangan elektron valens yang sama.
b) sifat fizik yang berbeza kerana mempunyai jisim yang berbeza.
Kegunaan Isotop
2.4 STRUKTUR ELEKTRONIK SUATU ATOM
1. Elektron mengorbit nukleus pada petala suatu atom. Setiap petala dapat
menempatkan bilangan elektron yang tertentu.
Rajah 2.11 Petala elektron suatu atom
Cikgu Marzuqi, M.Sc. Edu USM
Acceleration Chemistry

9. Petala
Pertama
Kedua
Ketiga
Keempat
Bilangan elektron maksimum
2
8
18
36
2. Sungguhpun begitu, bagi atom yang mempunyai nombor proton 1-20, bilangan
elektron yang maksimum pada petala yang ketiga ialah lapan sahaja.
Petala
Pertama
Kedua
Ketiga
Bilangan elektron maksimum
2
8
8
3. Cara elektron disusun dalam suatu atom adalah disebut susunan atom.
4. Elektron pada petala yang terkeluar disebut elektron valens. Elektron valens
menentukan sifat kimia bagi sesuatu unsur.
Unsur
Nombor
proton, Z
Susunan
elektron
Bilangan
elektron valens
Hidrogen
Helium
Litium
Berilium
Boron
Karbon
Nitrogen
Oksigen
Fluorin
Neon
Natrium
Magnesium
Aluminium
Silikon
Fosforus
Sulfur
Klorin
Argon
Kalium
Kalsium
1
2
1
2 (duplet)
1
2
Cikgu Marzuqi, M.Sc. Edu USM
Bilangan petala
elektron yang
terisi.
1
2
4
5
5
8
1
2.8 (oktet)
8
1
3
12
14
5
6
16
17
2.8.8 (oktet)
19
8
1
4
Acceleration Chemistry

10. BAHAGIAN A
1. Rajah 1.0 menunjukkan nombor proton dan nombor neutron bagi atom P, Q, R dan S
Atom
Nombor proton
Nombor neutron
P
3
4
Q
16
17
R
16
16
S
19
20
Rajah 1.0
a) i) Nyatakan maksud bagi nombor proton?
………………………………………………………………………………………………
[1 mark]
ii) Apakah numbor nukleon bagi atom P?
……………………………………………………………………………………....
A
b) Tulis simbol bagi atom Q dalam bentuk
Z
[1 mark]
X
………………………………………………………………………………………………………
[1 mark]
c) Atom manakah mempunyai valens elektron yang sama?
……………………………………………………………………………………………………
[1 mark]
d) i) Atom manakah adalah isotop?
……………………………………………………………………………............................
[1 mark]
ii) Nyatakan sebab bagi jawapan 3(d) (i)?
………………………………………………………………………………………………
[1 mark]
Cikgu Marzuqi, M.Sc. Edu USM
Acceleration Chemistry

11. e)
Rajah 1.1 menunjukkan graf suhu melawan masa bagi pemanasan naftalena, C10H8.
Suhu/ᴼC
100 D
80 -
C
B
A
60 -
0
Masa/min
Rajah 1.1
i) Berdasarkan graf pemanasan naftalena yang diperoleh, titik yang manakah mewakili
takat lebur bagi suatu unsur?
……………………………………………………………………………………………....
[1 mark]
ii) Lengkapkan jadual di bawah dengan menyatakan keadaan fizikal pada titik AB dan CD.
Titik
Keadaan fizik
AB
CD
[1 mark]
iii)
Terangkan mengapa tiada perubahan suhu pada titik BC
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
[1 mark]
iv)
Terangkan tenaga kinetik zarah-zarah dan daya tarikan antara zarah pada bahagian
lengkung AB.
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
[1 mark]
Cikgu Marzuqi, M.Sc. Edu USM
Acceleration Chemistry

12. BAB 3: FORMULA DAN PERSAMAAN KIMIA
3.1 Jisim atom relatif dan jisim molekul relatif
Jisim Atom Relatif, J.A.R.
Jisim atom sesuatu unsur sangat kecil dan hanya boleh diukur dengan
membandingkan jisim-jisimnya dengan jisim atom unsur lain yang dipilih sebagai
piawai.
Jisim atom relatif suatu unsur ditakrifkan sebagai purata jisim satu atom unsur itu
berbanding dengan 1/ 12 daripada jisim satu atom karbon-12.
Purata jisim satu atom unsur
1
X jisim satu atom karbon-12
2




Jisim atom relatif tidak mempunyai unit pengukuran kerana ia hanya
perbandingan.
Karbon-12 dipilih sebagai piawai kerana:
Karbon ialah pepejal pada suhu bilik.
Karbon dijumpai dalam kebanyakan bahan.
Mudah bergabung dengan kebanyakan unsur-unsur lain.
Walaupun karbon mempunyai 3 isotop, karbon-12 ialah isotop utama
karbon dengan kelimpahan 99%.
Atom unsur
Hidrogen (H)
Karbon (C)
Oksigen (O)
Jisim atom relatif
1
12
16
Jisim satu mol (g)
1
12
16
Jisim Molekul Relatif, J.M.R.
Jisim molekul relatif satu sebatian ialah bilangan kali jisim satu molekul sebatian
itu lebih besar daripada 1 kali jisim satu atom karbon-12.
2
Jisim molekul relatif suatu bahan boleh ditentukan dengan menjumlahkan jisim
atom relatif semua atom dalam bahan itu.
Purata jisim satu molekul sebatian
1
X jisim satu atom karbon-12
2
Cikgu Marzuqi, M.Sc. Edu USM
Acceleration Chemistry

13. Contoh:
Apakah jisim molekul relatif bagi NH3?
[jisim atom relatif bagi H = 1, N = 14]
Apakah jisim molekul relatif bagi C2 H5OH?
[jisim atom relatif bagi C = 12, H = 1, O = 16]
3.2 Bilangan mol dengan bilangan zarah
Satu mol (1 mol) ditakrifkan sebagai bilangan zarah bagi sebatian bahan seperti
yang terdapat dalam 12.00 g karbon-12.
Bilangan atom untuk 1 mol karbon ialah 6.02 x 10 23 . Nombor ini dikenali sebagai
pemalar Avogardo. Simbolnya ialah N A.
Dengan itu, satu mol ditakrifkan sebagai kuantiti suatu bahan yang mengandungi
6.02 x 10 23 zarah seperti yang terdapat dalam 12.00 g karbon-12.
Zarah itu mungkin atom, molekul, elektron, atau ion.
x 6.02 x 10 23
Bilangan mol
Bilangan zarah
÷ 6.02 x 10
23
Bilangan mol = bilangan zarah
6.02 x 10
23
Contoh:
Hitungkan bilangan mol molekul bagi 1.8 x 10 23 molekul iodin.
Cikgu Marzuqi, M.Sc. Edu USM
Acceleration Chemistry

14. 3.3 Bilangan mol dan jisim bahan
Jisim untuk satu mol suatu atom dalam gram adalah bersamaan dengan jisim
atom relatif atom itu.
-1
Jisim untuk satu mol sebarang bahan disebut jisim molar. Unitnya ialah g mol .
Dengan cara yang sama, jisim untuk satu mol suatu sebatian adalah bersamaan
dengan jisim molekul relatifnya.
Bilangan mol =
Jisim/g
J.A.R. atau J.M.R.
Contoh:
Hitung bilangan mol atom bagi 103.5 g plumbum.
[Jisim atom relatif Pb = 207]
Hitung bilangan molekul dalam 16 g gas oksigen.
[Jisim atom relatif O = 16]
3.4 Mol dan isi padu gas
Sekiranya isi padu suatu gas dapat ditentukan, maka bilangan mol gas
tersebut dapat diketahui.
Keadaan ini hanya diaplikasikan untuk bahan berkeadaan gas sahaja.
Isi padu molar suatu gas ditakrifkan sebagai isi padu yang dimuatkan oleh
satu mol gas itu pada suhu dan tekanan tersebut.
Ini bermakna isi padu molar suatu gas ialah iai padu gas yang dimuatkan oleh
6.02 x 10 23 zarah gas tersebut.
-1
-1
3
3
Isi padu molar pada STP ialah 22.4 dm mol dan 24 dm mol pada
keadaan bilik.
STP merujuk kepada keadaan suhu piawai, 0 °C dan tekanan piawai, 1
atmosfere.
Keadaan bilik pula merujuk kepada suhu 25 °C dan tekanan 1 atmosfere.
Cikgu Marzuqi, M.Sc. Edu USM
Acceleration Chemistry

15. Bilangan mol =
Isi padu/dm 3
22.4 dm 3 pada s.t.p.
Contoh;
Hitung bilangan molekul dalam 33.6 dm 3 sulful dioksida pada s.t.p.
[Jisim atom relatif O = 16, S = 32]
x jisim
molar
x NA
Bilangan mol
Bilangan zarah
Jisim bahan/g
÷ jisim
molar
÷ NA
÷ isi padu molar
x isi padu molar
Isi padu gas/dm 3
3.5 Formula kimia
Ahli kimia menggunakan simbol untuk mewakili atom.
Simbol untuk suatu sebatian disebut formula kimia. Contohnya, formula kimia
untuk natrium klorida iaitu NaCl.
Formula kimia suatu sebatian memberitahu kita tentang;
-Jenis atom yang hadir.
-Nisbah atom-atom itu wujud dalam sebatian (ditunjukkan oleh
subskrip yang ditulis selepas simbol)
Sebatian dapat diwakili oleh:
 Formula empirik
 Formula molekul
Cikgu Marzuqi, M.Sc. Edu USM
Acceleration Chemistry

16. Contoh;
Dalam sesuatu ekperimen, 3.12 g logam X telah bertindak balas dengan oksigen
membentuk 4.56 g oksida logam. Apakah formula empirik oksigen logam X?
[Jisim atom relatif: O = 16, X = 52]
Satu sebatian mempunyai komposisi mengikut jisim seperti berikut: Na = 15.23%; Br
= 52.98%; O = 31.79 %. Tentukan formula empirik sebatian ini.
[Jisim atom relatif; O = 16, Na = 23, Br = 80]
Sebatian X terdiri daripada 40% karbon, 6.7% hidrogen dan 53.3% oksigen
berdasarkan jisim. Jisim molekul relatif bagi X ialah 60. Tentukan formula empirik
dan formula molekul bagi sebatian X.
(spm 2010)
[Jisim atom relatif; C = 12, H = 1, O = 16]
Cikgu Marzuqi, M.Sc. Edu USM
Acceleration Chemistry

17. 3.6 Persamaan Kimia
 Persamaan kimia adalah persamaan yang boleh ditulis dalam bentuk
persamaan perkataan atau persamaan bersimbol menggunakan formula kimia.
 Permasaan kimia merupakan huraian ringkas mengenai sesuatu tindak balas
kimia.
 Bahan tindakbalas ditulis di sebelah kiri manakala hasil tindakbalas ditulis di
sebelah kanan persamaan itu.
 Permasaan kimia memberi maklumat yang berkaitan;
-Bahan kimia yang bertindak balas.
-Hasil tindak balas yang diperoleh.
-Keadaan fizikal bahan dan hasil tindak balas.
 Dalam menyeimbangkan persamaan kimia, bilangan mol setiap unsur atau
sebatian ditukar sehingga bilangan atom setiap unsur adalah sama pada keduadua belah kiri dan kanan persamaan itu.
 Persamaan kimia yang seimbang boleh digunakan untuk menyelesaikan
masalah berkaitan dengan stoikiometri.
Contoh;
Imbangkan persamaan berikut.
CO + O 2
CO 2
K + H2O
KOH +
ZnCl
Zn + AgCl
KNO 3
KNO 2
Cikgu Marzuqi, M.Sc. Edu USM
H2
+
+
2
Ag
O2
Acceleration Chemistry

18. BAHAGIAN C
1.(a) Dengan menggunakan contoh yang sesuai, terangkan apa yang dimaksudkan dengan
fomula empirik dan formula molekul.
[3 mark]
(b) Maklumat berikut adalah bagi sebatian Q.
Karbon
Hidrogen
Oksigen
Jisim Molekul Relatif
40%
6.66%
53.33%
180
Berdasrkan maklumat bagi sebatian Q, tentukan:
i.
Formula empiriknya
ii.
Formula molekulnya
[Jisim atom relatif; C=12, H=1, O=16]
[5 mark]
(b) (i) Lukiskan susunan radas bagi menentukan formula empirik dua sebatian yang berlainan
seperti kaedah I dan Kaedah II.
[2 mark]
(ii) Terangkan mengapa kaedah II tidak sesuai bagi menentukan formula empirik bagi
magnesium oksida.
[1 mark]
(iii) Cadangkan satu oksida logam dalam kaedah II.
[1 mark]
(iv) Dengan menggunakan contoh yang sesuai, huraikan satu eksperimen di dalam makmal untuk
menentukan formula empirik bagi suatu oksida logam relatif.
Penerangan anda mestikah meliputi:
Prosedur bagi eksperimen
Penjadual data.
[8 mark]
TAMAT
Cikgu Marzuqi, M.Sc. Edu USM
Acceleration Chemistry