03 chap 3 chemf4 bil 2017(csy5p)

UNIT

3

MODULE • Chemistry FORM 4

PERIODIC TABLE JADUAL BERKALA

Concept Map / Peta Konsep Historical Development – Contribution of scientists Sejarah Perkembangan – Sumbangan Ahli Sains Elements are arranged in order of increasing proton number Unsur disusun dalam turutan menaik nombor proton

PERIODIC TABLE / JADUAL BERKALA Electron arrangement in an atom Susunan elektron dalam suatu atom

Atoms have achieved stable duplet/octet electron arrangement Atom mencapai susunan elektron duplet/oktet yang stabil

Group 18 Kumpulan 18 (Noble gases) (Gas adi)

Atoms of elements have one valence electron Atom unsur mempunyai satu elektron valens

Group 1 Kumpulan 1 (Alkali metal) (Logam alkali)

(a) Monoatomic and inert Monoatom dan lengai (b) Uses in daily life Kegunaan dalam kehidupan

(a) Similar chemical properties.

(React with H2, O2 & Cl2) Sifat kimia sama (bertindak balas dengan H2, O2 & Cl2) (b) Reactivity increases down the group.

Kereaktifan meningkat menuruni kumpulan.

Period Kala

Atoms of elements have seven valence electrons Atom unsur mempunyai tujuh elektron valens

Group 17 Kumpulan 17 (Halogen)

Physical properties & changes in physical properties down the group Sifat fizikal & perubahan dalam sifat fizikal menuruni kumpulan (a) Similar chemical properties.

(React with H2O, NaOH & Fe) / Sifat kimia sama (bertindak balas dengan H2O, NaOH & Fe) (b) Reactivity decreases down the group. / Kereaktifan berkurang menuruni kumpulan.

1 2 3 4 5 6 7

Across Period 3 from left to right: Merentasi Kala 3 dari kiri ke kanan: (a) Change in atomic size Perubahan saiz atom (b) Change in electronegativity Perubahan keelektronegatifan (c) Change in metallic properties (metal ➝ semi metal ➝ non metal) Perubahan sifat kelogaman (logam ➝ separa logam ➝ bukan logam) (d) Change in oxide properties (Basic oxide ➝ amphoteric oxide ➝ acidic oxide) Perubahan sifat oksida (Oksida bes ➝ oksida amfoterik ➝ oksida asid)

Analysing Periodic Table of elements / Menganalisis Jadual berkala unsur Analysing Group 18 elements / Menganalisis unsur Kumpulan 18 Analysing Group 1 elements / Menganalisis unsur Kumpulan 1 Analysing Group 17 elements / Menganalisis unsur Kumpulan 17 Analysing elements in periods / Menganalisis unsur dalam kala Understanding transition elements / Memahami unsur peralihan Appreciating existence of elements and its compounds Mensyukuri kewujudan unsur dan sebatiannya

49

03 Chap 3 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 49

Atoms of elements have three shells occupied with electrons Atom unsur mempunyai tiga petala berisi elektron

Period 3 / Kala 3

Learning objective / Objektif pembelajaran

Transition Element Unsur peralihan

3

Group / Kumpulan

Number of shells occupied with electrons in an atom / Bilangan petala berisi elektron dalam satu atom

Located between Group 2 to Group 13 Terletak antara Kumpulan 2 dan Kumpulan 13

UNIT

Number of valence electrons in an atom Bilangan elektron valens dalam suatu atom

(a) Metallic properties (shiny, conducts electricity, malleable, high tensile strength, high melting point & density) Sifat kelogaman (berkilat, mengalirkan arus elektrik, mulur, kekuatan tegangan tinggi, takat lebur dan ketumpatan tinggi) (b) Special characteristic: Ciri istimewa: (i) Most elements form coloured compound.

Kebanyakan unsur peralihan membentuk sebatian berwarna. (ii) Most elements have more than one oxidation number.

Kebanyakan unsur peralihan mempunyai lebih dari satu nombor pengoksidaan. (iii) Many transition elements can form complex ion Terdapat unsur peralihan boleh membentuk ion kompleks. (iv) Many elements can act as a catalyst Terdapat unsur peralihan boleh bertindak sebagai mangkin

© Nilam Publication Sdn. Bhd.

10/10/2017 5:03 PM

MODULE • Chemistry FORM 4

Advantages of Classifying the Elements in the Periodic Table Kebaikan Pengelasan Unsur dalam Jadual Berkala What is the Periodic Table?

Apakah Jadual Berkala?

It is an arrangement of the elements in the orders of increasing proton number.

Ia adalah suatu susunan unsur-unsur dalam tertib pertambahan nombor proton.

What is the advantages of arranging elements in the Periodic Table?

Apakah kelebihan menyusun unsur-unsur dalam Jadual Berkala?

Periodic Table enables: Jadual berkala 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.

Hubungan antara 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 UNIT

Scientists / Saintis

Discoveries / Penemuan Substances were classified into 4 groups with similar chemical properties.

Bahan dikelaskan kepada 4 kumpulan dengan sifat kimia yang sama.

J.W Dobereiner

Substances were arranged into groups of 3 elements with similar chemical properties.

Bahan disusun dalam kumpulan yang mengandungi 3 unsur yang mempunyai sifat kimia yang serupa.

Groups of element with similar chemical properties were called Triads.

Kumpulan unsur dengan sifat kimia sama dinamakan Triad.

Triad system was confined to some elements only.

Sistem Triad terhad kepada beberapa unsur sahaja.

John Newlands

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 yang salah.

3

Antoine Lavoisier

Lothar Meyer

The atomic volume / Isi padu 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 yang sama menduduki tempat setara dalam lengkungan.

Mendeleev

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 pembentukan Jadual Berkala moden.

Henry Moseley

Classified element based on concepts of proton number and arranged elements in order of increasing proton number.

Mengelaskan unsur berdasarkan konsep nombor proton dan menyusun unsur-unsur mengikut turutan menaik nombor proton.

Contributor to the formation of the modern Periodic Table.

Penyumbang kepada pembentukan Jadual Berkala moden.

© Nilam Publication Sdn. Bhd.

03 Chap 3 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 50

50

10/10/2017 5:03 PM

MODULE • Chemistry FORM 4

The Arrangement of Elements in the Modern Periodic Table Susunan Unsur dalam Jadual Berkala Moden Write the electron arrangement for atom of each element in the Periodic Table below.

Tuliskan susunan elektron untuk atom bagi setiap unsur dalam Jadual Berkala di bawah.

Nucleon number / Nombor nukleon Proton number / Nombor proton

A Z

X

Symbol of an element / Simbol unsur

GROUP / KUMPULAN 1

2

3

4

H* 1

7 3

Li

2 8 4

Na

2.2 24 12

2.8.1 39 19

K

11 5

Be

2.1 23 11

13

2.8.2 40 20

2.8.8.1

3

4

5

6

7

8

12 6

B 2.3

TRANSITION METALS LOGAM PERALIHAN

Mg

14

27 13

14 7

C

28 14

Al

16 8

O

2.5 31 15

Si

16

N

2.4

2.8.3

9 10 11 12

15

2.8.4

2.8.5

S

2

17 19 9

2.6 32 16

P

He

20 10

F 2.7

35 17

2.8.6

2.8 40 18

Cl 2.8.7

Ne

Ar 2.8.8

3

1

18 4 2

Ca

80 35

Br

UNIT

P E R I O D / K A L A

1 1

2.8.8.2

What is the basic principle of arranging the element in the Periodic Table?

Apa prinsip asas untuk menyusun dalam Jadual Berkala?

State two main components of the Periodic Table: / Nyatakan dua komponen utama Jadual Berkala:

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 . (a) Group / Kumpulan (b) Period / Kala

Group / Kumpulan What is a Group?

Apakah Kumpulan?

The Lajur

vertical menegak

column of elements in the Periodic Table. dalam Jadual Berkala.

What is the relationship between the electron arrangement of atom to its group? / Apakah hubungan antara susunan elektron bagi atom dengan kumpulannya?

valence electron outermost shell The number of in the of atoms is called groups. elektron valens petala terluar Bilangan yang terdapat pada bagi atom dipanggil kumpulan.

How is the group number related to the number of valence electrons?

Bagaimana nombor kumpulan berkait dengan bilangan elektron valens?

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 Bilangan elektron valens

1

2

3

4

5

6

7

8 (except Helium) 8 (kecuali Helium)

Group / Kumpulan

1

2

13

14

15

16

17

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.

51

03 Chap 3 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 51

Š Nilam Publication Sdn. Bhd.

10/10/2017 5:03 PM

MODULE • Chemistry FORM 4 Certain groups have a special name. What are the names for these certain groups?

Kumpulan-kumpulan tertentu mempunyai nama tertentu.

Apakah nama kumpulankumpulan tertentu tersebut?

Group / Kumpulan

Special name / Nama khas

1

Alkali metals / Logam alkali

2

Alkali-earth metals / Logam alkali-bumi

3 – 12

Transition elements / Unsur peralihan

17

Halogens / Halogen

18

Noble gases / Gas adi

Period / Kala What is a Period?

Apakah Kala?

The

horizontal

row of elements in the Periodic Table. mendatar dalam Jadual Berkala.

Baris unsur secara

What is the relationship between the electron arrangement of atom to its period? / Apakah hubungan antara susunan elektron atom dengan Kalanya?

UNIT

How is the period number related to the number of shells?

Bagaimanakah nombor kala berkait dengan bilangan petala?

The number of Bilangan

shells petala

occupied with elektron berisi

electrons

atom

in an

atom

yang sama di dalam

called period. disebut

sebagai kala.

Number of shells / Bilangan petala

1

2

3

4

5

6

7

Period / Kala

1

2

3

4

5

6

7

(a) Period 1 has

3

2

elements

Kala 1 mengandungi

2 8

(b) Period 2 and 3 have

unsur

elements # Kala 2 dan 3 mengandungi 8 unsur # (c) Period 4 and 5 have 18 elements Kala 4 dan 5 mengandungi 18 unsur (d) Period 6 has 32 elements Kala 6 mengandungi 32 unsur (e) Period 7 has 23 elements Kala 7 mengandungi 23 unsur

Short periods, # Period 3 will be studied in detail with respect to physical and chemical properties Kala pendek, # Kala 3 akan dipelajari dengan terperinci dari segi sifat fizik dan sifat kimia

Long periods / Kala panjang

Exercise / Latihan 1

Complete the table below. / Lengkapkan jadual berikut.

Element Unsur

Proton number Nombor proton

Electron arrangement Susunan elektron

Number of valence electrons Bilangan elektron valens

Group Kumpulan

Number of shell Bilangan petala

Period Kala

H

1

1

1

1

1

1

He

2

2

2

18

1

1

Li

3

2.1

1

1

2

2

Be

4

2.2

2

2

2

2

B

5

2.3

3

13

2

2

C

6

2.4

4

14

2

2

N

7

2.5

5

15

2

2

O

8

2.6

6

16

2

2

F

9

2.7

7

17

2

2

Ne

10

2.8

8

18

2

2

Na

11

2.8.1

1

1

3

3

Mg

12

2.8.2

2

2

3

3

Al

13

2.8.3

3

13

3

3

Š Nilam Publication Sdn. Bhd.

03 Chap 3 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 52

52

10/10/2017 5:03 PM

MODULE • Chemistry FORM 4

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. 23 11

Y

39 19

Z

atom and the number of protons in X is 11 . The 11 atom number of electrons in atom X is . The electron arrangement of X is 2.8.1 .

1 atom one valence electron Element X is located in Group because X has .

3 atom three occupied Element X is in Period because X has shells

The proton number of element X is

with

electrons

11

.

11 atom Nombor proton unsur X adalah dan bilangan proton dalam 11 11 . Susunan elektron bagi . Bilangan elektron dalam atom X adalah 2.8.1 1 atom X adalah . Unsur X terletak dalam Kumpulan kerana satu elektron valens tiga (b) (i) State the position of element Y in the Periodic Table.

Nyatakan kedudukan unsur Y dalam Jadual Berkala.

(ii) Explain how to determine the position of element Y in the Periodic Table.

Terangkan bagaimana anda menentukan kedudukan unsur Y dalam Jadual Berkala.

petala

3 . Unsur X berada dalam Kala kerana berisi elektron dengan .

atom

X adalah atom X mempunyai X mempunyai

Element Y is located in Group 14 and Period 2.

Unsur Y terletak di Kumpulan 14 dan Kala 2.

– The proton number of element Y is 6 and the number of proton in atom Y is 6.

3

(a) Explain how to determine the position of element X in the Periodic Table.

Terangkan bagaimana menentukan kedudukan unsur X dalam Jadual Berkala.

12 6

X

– The electron arrangement of atom Y is 2.4.

UNIT

2

– Element Y is located in Group 14 because atom Y has 4 valence electrons.

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

– Nombor proton bagi unsur Y adalah 6 dan bilangan proton dalam atom Y adalah 6.

– Susunan elektron atom Y adalah 2.4.

– Unsur Y terletak di Kumpulan 14 kerana atom Y mempunyai 4 elektron valens.

– Unsur Y terletak di Kala 2 kerana atom Y mempunyai 2 petala berisi dengan elektron.

(c) Which of the above elements show the similar chemical properties? Explain your answer.

Antara unsur di atas, yang manakah mempunyai sifat kimia yang serupa? 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.

– Atom X dan atom Z mempunyai bilangan elektron valens yang sama.

– Unsur X dan unsur Z. – Susunan elektron atom X adalah 2.8.1 dan susunan elektron atom Z adalah 2.8.8.1.

Group 18 / Kumpulan 18 State the special name for Group 18 elements.

Nyatakan nama khas bagi unsur-unsur Kumpulan 18.

List the elements in Group 18 of the Periodic Table and write the electron arrangement of the atoms of elements.

Senaraikan unsur-unsur dalam Kumpulan 18 Jadual Berkala dan tuliskan susunan elektron bagi atom unsur-unsur tersebut.

Noble Gases Gas Adi

Elements / Unsur Helium (He) / Helium (He)

2

Neon (Ne) / Neon (Ne)

2.8

Argon (Ar) / Argon (Ar)

2.8.8

Krypton (Kr) / Kripton (Kr)

2.8.18.8

Xenon (Xe) / Xenon (Xe)

–

Radon (Rn) / Radon (Rn)

–

53

03 Chap 3 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 53

Electron arrangement / Susunan elektron

© Nilam Publication Sdn. Bhd.

10/10/2017 5:03 PM

MODULE • Chemistry FORM 4 Group 18 are monoatomic gases.

Explain what is meant by monoatomic.

Kumpulan 18 adalah gas monoatomik. Terangkan maksud monoatomik.

These gases exist as single uncombined atoms.

Gas ini wujud sebagai atom tunggal.

Explain why the noble gases are chemically inert.

Terangkan mengapa gas adi adalah lengai secara kimia.

– The atom has achieved duplet electron arrangement for helium and octet electron arrangement for others.

Atomnya telah mencapai susunan elektron duplet untuk helium dan susunan elektron oktet untuk yang lain – 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).

State the uses of noble gases.

Nyatakan kegunaan gas adi.

Noble gases / Gas adi Helium Helium

UNIT

3 State the physical properties and the changes going down Group 18.

Nyatakan sifat fizikal dan perubahan menuruni Kumpulan 18.

Uses / Kegunaan To fill weather balloons and airship Untuk mengisi belon cuaca dan pesawat.

Neon Neon

To fill neon light (for advertisement board) Untuk mengisi lampu neon (untuk papan iklan).

Argon Argon

To fill electrical bulb Untuk mengisi mentol lampu elektrik.

Krypton Kripton

To fill photographic flash lamp Untuk mengisi lampu kilat fotografi.

Radon Radon

To treat cancer Untuk mengubati kanser.

1

2

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.

Going down Group 18: Menuruni Kumpulan 18:

(a) The atomic size is increasing because the number of

shells

increases.

petala

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

more size increases, causing the Van der Waal forces to increase and energy is required to overcome these forces.

Takat lebur dan takat didih sangat rendah kerana atom-atom gas adi ditarik oleh daya Van der lemah Waals yang , sedikit tenaga diperlukan untuk mengatasi daya tersebut. Walau bagaimanapun, takat lebur dan takat didih bertambah menuruni kumpulan kerana pertambahan

Explain why argon does not react with hot tungsten filament in term of electron arrangement.

Terangkan mengapa argon tidak bertindak balas dengan filamen tungsten yang panas dari segi susunan elektron.

© Nilam Publication Sdn. Bhd.

03 Chap 3 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 54

banyak saiz atom menyebabkan daya tarikan Van der Waals semakin kuat, semakin tenaga diperlukan untuk mengatasinya. (c) The density is low and increases gradually because the mass increases greatly compared to the volume when going down the group.

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

– Argon atom has achieved stable octet electron arrangement.

Atom argon telah mencapai susunan elektron oktet yang stabil.

– Argon atom does not need to gain, lose or share electrons with other elements.

Atom argon tidak perlu menerima, menderma atau berkongsi elektron dengan unsur lain.

54

10/10/2017 5:03 PM

MODULE • Chemistry FORM 4

Group 1 / Kumpulan 1 State the special name for Group 1 elements.

Nyatakan nama khas bagi unsur-unsur Kumpulan 1.

Alkali metals Logam alkali

List the elements in Group 1 of the Periodic Table and write the electron arrangements and number of shells of the atoms of elements.

Senaraikan unsur-unsur dalam Kumpulan 1 Jadual Berkala dan tuliskan susunan elektron dan bilangan petala bagi atom unsur-unsur.

State the physical properties of Group 1 elements.

Nyatakan sifat fizikal unsur-unsur Kumpulan 1.

Elements Unsur

Symbol Simbol

Proton number Nombor proton

Electron arrangement Susunan elektron

Number of shells 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

(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.

(a) Atomic size increases because the number of shells increases.

Saiz atom bertambah kerana bilangan petala bertambah.

Explain the similarities in chemical properties of the Group 1 elements.

Terangkan persamaan dalam sifat kimia unsur Kumpulan 1.

(a) All

UNIT

Explain the changes in physical properties going down Group 1 elements.

Nyatakan perubahan sifat fizikal menuruni unsur Kumpulan 1.

3

(c) Lower melting and boiling points compared to other metals.

Takat lebur dan takat didih lebih rendah berbanding dengan logam lain.

(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. atoms

of elements in Group 1 have

stable duplet/octet electron arrangement by releasing

1 one

valence electron and achieve a electron to form

charged ions: Semua

atom

1

unsur dalam Kumpulan 1 mempunyai

elektron valens dan satu

mencapai susunan elektron duplet/oktet yang stabil dengan melepaskan +1

valens membentuk ion bercas

elektron

.

Example / Contoh: (i) Lithium 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: 2.1 Susunan elektron: 2.1 Number of protons = 3, total charge: +3 Bilangan proton = 3, jumlah cas: +3 Number of electrons = 3, total charge: –3 Bilangan elektron = 3, jumlah cas: –3 Lithium atom is Atom litium adalah

neutral neutral

55

03 Chap 3 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 55

+1

Electron arrangement: 2 Susunan elektron: 2 Number of protons = 3, Bilangan proton = 3, Number of electrons = 2, Bilangan elektron = 2, Positively

. .

+e

formed.

Ion litium bercas

total charge: +3 jumlah cas: +3 total charge: –2 jumlah cas: –2

charges lithium ion, Li+ is positif

, Li + terbentuk.

© Nilam Publication Sdn. Bhd.

10/10/2017 5:03 PM

MODULE • Chemistry FORM 4

(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+

Electron arrangement: 2.8.1 Susunan elektron: 2.8.1 Number of protons = 11, total charge: +11 Bilangan proton = 11, jumlah cas: +11 Number of electrons = 11, total charge: –11 Bilangan elektron = 11, jumlah cas: –11 neutral Sodium atom is . neutral

Atom natrium adalah

+e

Electron arrangement: 2.8 Susunan elektron: 2.8 Number of protons = 11, total charge: +11 Bilangan proton = 11, jumlah cas: +11 Number of electrons = 10, total charge: –10 Bilangan elektron = 10, jumlah cas: –10 Positively charges sodium ion, Na+ is formed. positif Ion natrium bercas , Na+

.

terbentuk.

(b) All elements in Group 1 have similar chemical properties because all

atoms

electron one valence electron and achieve the stable duplet/octet releasing positively its valence electron to form a charged ions.

Semua unsur Kumpulan 1 mempunyai sifat kimia yang serupa kerana semua

in Group 1 have arrangement by atoms

unsur

Kumpulan 1 mempunyai bilangan elektron valens yang sama iaitu satu dan mencapai susunan elektron duplet/oktet yang stabil dengan melepaskan satu elektron valensnya untuk positif membentuk ion bercas .

UNIT

membentuk ion bercas +1.

easier

Elektron valens ditarik dengan lemah dan ia makin dilepaskan.

Compare and explain the reactivity of elements X and Y. Banding dan terangkan kereaktifan unsur X dan Y. Element Unsur

X

Y

Proton Number Nombor proton

11

17

How are the Group 1 elements stored? Explain.

Bagaimanakah unsur Kumpulan 1 disimpan? Terangkan.

© Nilam Publication Sdn. Bhd.

03 Chap 3 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 56

for the

increases

– The valence electron is loosely held and it is electron to be released.

menuruni Kumpulan 1

– The strength of attraction from the proton in the nucleus to the weaker valence electron gets .

Kekuatan tarikan nukleus kepada elektron valens semakin lemah .

down Group 1

petala Menuruni Kumpulan 1, bilangan bertambah, saiz atom bertambah dan elektron valens pada petala terluar semakin jauh dari nukleus.

bertambah

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

Reactivity

– Atoms of Group 1 metals achieve a stable duplet/octet electron one arrangement by releasing valence electron to form +1 charged ion.

Atom logam Kumpulan 1 mencapai susunan elektron duplet/oktet satu yang stabil dengan melepaskan elektron valens

Kereaktifan

3

Explain the increase in the reactivity of the elements going down the Group 1.

Terangkan peningkatan kereaktifan unsur menuruni Kumpulan 1.

Li

Na

K

senang

– Electron arrangement of X atom is 2.8.1 and Y atom is 2.8.8.1.

Susunan elektron atom X ialah 2.8.1 dan atom Y ialah 2.8.8.1 – The number of shells occupied with electrons of atom Y is more than atom X. Bilangan petala berelektron atom Y adalah lebih daripada atom X. – The size of atom Y is larger than atom X. / Saiz atom Y lebih besar daripada atom X. – Force of attraction / nuclei attraction between the nucleus and the valence electron for atom Y is weaker than atom X. Daya tarikan / tarikan nuklei antara nukleus dan elektron valens atom Y lebih lemah daripada atom X. – Therefore, it is easier for atom Y to release the valance electron compared to X atom.

Oleh itu, atom Y lebih mudah menderma elektron valens berbanding atom X. – Element Y is more reactive than element X. / Unsur Y adalah lebih reaktif daripada unsur X. The elements are stored under the paraffin oil.

To prevent them from reacting with water vapour and air.

Unsur tersebut disimpan dalam minyak parafin.

Untuk menghalang daripada bertindak balas dengan wap air dan udara.

56

10/10/2017 5:03 PM

MODULE • Chemistry FORM 4

Experiment for the chemical properties of group 1 elements: Eksperimen sifat kimia bagi unsur-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

Procedure / Kaedah: (i) Pour water into a basin until half full. / Masukkan air dalam bekas hingga separuh penuh. (ii) Cut a small piece of lithium using a knife and forceps. / Potong sepotong litium menggunakan pisau dan forsep. (iii) Dry the oil on the surface of the lithium with filter paper.

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

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

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

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

Observation / Pemerhatian: Element Unsur Li

Observation Pemerhatian slowly

Lithium moves

Inference Inferens

on the water surface

red and produces flame. The colourless solution formed turns red litmus paper to blue

.

perlahan

Litium bergerak dengan nyalaan merah di atas permukaan air. Larutan tidak

yellow

on the water surface flame. The colourless

solution formed turns red litmus paper to

Natrium bergerak dengan nyalaan kuning di atas permukaan air. Larutan tidak

berwarna menukarkan kertas litmus merah kepada biru .

K

Potassium moves surface and produce

very quickly yellow

on the water

flame. The

colourless solution formed turns red litmus paper to blue

.

Kalium bergerak sangat cepat dengan nyalaan kuning di atas permukaan air. Larutan tidak

berwarna menukarkan kertas litmus merah kepada biru .

Sodium is produce

alkaline

metal reacts with water to

solution, sodium hydroxide. reaktif Natrium adalah logam yang bertindak beralkali

balas dengan air membentuk larutan natrium hidroksida.

,

Balanced chemical equation: Persamaan kimia seimbang: 2Na + 2H2O 2NaOH + H2 Potassium is

the most reactive

with water to produce potassium hydroxide.

alkaline

metal reacts solution,

paling reaktif Kalium adalah logam yang bertindak balas dengan air membentuk larutan beralkali , kalium hidroksida.

Balanced chemical equation: Persamaan kimia seimbang: 2K + 2H2O 2KOH + H2

57

03 Chap 3 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 57

reactive

menuruni Kumpulan 1

cepat

Balanced chemical equation: Persamaan kimia seimbang: 2Li + 2H2O 2LiOH + H2

down Group 1

.

blue

Litium adalah logam yang paling kurang reaktif bertindak balas dengan air membentuk larutan beralkali , litium hidroksida.

increases

and produces

quickly

solution, lithium

Reactivity

Sodium moves

reactive metal reacts with

alkaline

water to produce hydroxide:

bertambah

Na

the least

Kereaktifan

berwarna menukarkan kertas litmus merah kepada biru .

Lithium is

Reactivity Kereaktifan

UNIT

3

Water / Air

© Nilam Publication Sdn. Bhd.

10/10/2017 5:03 PM

MODULE • Chemistry FORM 4

(b) Metal Group 1 reacts with oxygen 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.

4X + O2 2X2O X2O + H2O 2XOH, X is a metal element 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 Oxygen gas / Gas oksigen 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 indicator 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:

UNIT

3

Element Unsur Li

Observation Pemerhatian – Lithium burns

slowly

flame to produce

white solid

red

– Lithium is

dissolves in water to

tidak berwarna

– The solution turns indicator to

purple

green

universal

.

with oxygen to .

litium oksida

dengan oksigen .

Balanced chemical equation: Persamaan kimia seimbang: 4Li + O2 2Li2O reacts

with water to form

alkaline

03 Chap 3 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 58

reacts

bertindak balas

– Lithium oxide .

metal towards oxygen. paling kurang reaktif terhadap

lithium oxide

membentuk

© Nilam Publication Sdn. Bhd.

Litium adalah oksigen. produce

Reactivity Kereaktifan

the least reactive

– Lithium

.

Larutan itu menukarkan warna penunjuk universal dari hijau kepada ungu

Litium

colourless form solution.

Pepejal putih larut dalam air membentuk larutan

with a

white solid

. perlahan Litium terbakar dengan nyalaan merah menghasilkan pepejal putih .

– The

Inference Inferens

solution, lithium hydroxide. bertindak balas Litium oksida dengan air litium hidroksida membentuk larutan beralkali, .

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

58

10/10/2017 5:03 PM

MODULE • Chemistry FORM 4

kuning

pepejal putih

tidak berwarna

.

– The solution turns

purple

universal indicator to

.

Balanced chemical equation: Persamaan kimia seimbang: Na2O + H2O

Kalium terbakar dengan nyalaan

pepejal putih

– The

Kalium

tidak berwarna

.

green

– The solution turns

purple

universal indicator to

.

Larutan itu menukarkan warna penunjuk universal dari

ungu

hijau

kepada

dengan oksigen .

Balanced chemical equation: Persamaan kimia seimbang: 4K + O2

alkaline Kalium oksida

2K2O

reacts

with water to form

solution, potassium hydroxide. bertindak balas

membentuk larutan hidroksida.

beralkali

dengan air , kalium

Balanced chemical equation: Persamaan kimia seimbang: K2O + H2O

59

03 Chap 3 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 59

.

kalium oksida

– Potassium oxide

.

terhadap

with oxygen to produce

bertindak balas

metal towards

paling reaktif

reacts

membentuk

solution. larut dalam air

membentuk larutan

Kalium adalah logam oksigen. potassium oxide

dissolves in

Pepejal putih

menghasilkan

colourless

the most reactive

– Potassium

.

white solid

water to form

sangat terang ungu

– Potassium is oxygen.

2NaOH

down Group 1

.

, natrium

menuruni Kumpulan 1

flame to produce

white solid

with

dengan

beralkali

increases

a

purple

bertindak balas

Natrium oksida

bertambah

very brightly

with water to form

solution, sodium hydroxide.

– Potassium burns

reacts

air membentuk larutan hidroksida.

.

K

2Na2O

Reactivity

ungu

kepada

.

Kereaktifan

universal dari

4Na + O2

alkaline

dengan oksigen

Balanced chemical equation: Persamaan kimia seimbang:

– Sodium oxide

Larutan itu menukarkan warna penunjuk hijau

.

natrium oksida

green

with oxygen to produce

bertindak balas

membentuk

larut dalam air

membentuk larutan

reacts

sodium oxide

dissolves in water solution.

metal towards oxygen.

Natrium adalah logam reaktif terhadap oksigen.

Natrium

Pepejal putih

reactive

– Sodium

dengan

.

colourless

to form

menghasilkan

white solid

– The

.

terang

Natrium terbakar nyalaan

– Sodium is

white solid

flame to produce

yellow

3

– Sodium burns brightly with a

UNIT

Na

2KOH

© Nilam Publication Sdn. Bhd.

10/10/2017 5:03 PM

MODULE • Chemistry FORM 4

(c) Metal Group 1 reacts with chlorine to produce metal chloride.

Logam Kumpulan 1 bertindak balas dengan klorin menghasilkan logam klorida.

2X + Cl2 2XCl, X is a metal element of Group 1 (Li, Na and K) 2X + Cl2 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

Observation: Pemerhatian: Element Unsur Li

Observation Pemerhatian – Lithium burns

UNIT

red

slowly

3

Litium terbakar merah nyalaan putih

with a

flame to produce

solid.

Inference Inferens white

perlahan

chlorine.

dengan

menghasilkan pepejal

least reactive

– Lithium is the

klorin.

reacts

– Lithium

. bertindak balas

Na

– Sodium burns yellow

brightly

with a

flame to produce

white

Natrium adalah logam

– Sodium

reacts

sodium chloride

Natrium

solid.

very brightly

flame to produce

with a

white

Kalium terbakar sangat terang dengan nyalaan ungu menghasilkan pepejal putih .

chlorine. / Kalium adalah logam terhadap klorin.

– Potassium Kalium

03 Chap 3 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 60

reacts

potassium chloride

membentuk

© Nilam Publication Sdn. Bhd.

most reactive

– Potassium is the

metal towards paling reaktif

with chlorine to produce

. bertindak balas kalium klorida

dengan klorin

down Group 1

purple

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

menuruni Kumpulan 1

– Potassium burns

.

increases

dengan klorin

natrium klorida

bertambah

with chlorine to produce

. bertindak balas

membentuk

K

metal towards chlorine. reaktif terhadap klorin.

Reactivity

Natrium terbakar terang dengan nyalaan kuning menghasilkan pepejal putih .

reactive

Kereaktifan

solid.

.

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

– Sodium is

dengan klorin

litium klorida

membentuk

terhadap

with chlorine to produce

lithium chloride

Litium

metal towards

paling kurang reaktif

Litium adalah

.

Reactivity Kereaktifan

.

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

60

10/10/2017 5:03 PM

MODULE • Chemistry FORM 4

Complete the following / Lengkapkan yang berikut: 1 Metal Group 1 react with water.

Logam kumpulan 1 bertindak balas dengan air.

2 Metal Group 1 reacts with chlorine.

Logam kumpulan 1 bertindak balas dengan klorin.

2X + 2H2O → 2XOH + H2

2X + Cl2 → 2XCl

(a)

2 Li + 2H2O →

2LiOH + H2

(a)

2 Li + Cl2 →

2LiCl

(b) 2 Na + 2H2O →

2NaOH + H2

(b) 2 Na + Cl2 →

2NaCl

(c)

2 K + 2H2O →

2KOH + H2

(c)

2 K + Cl2 →

2KCl

Group 1 Metal Logam kumpulan 1 Li, Na, K X 3 Metal Group 1 reacts with oxygen or air to form metal oxide.

The metal oxide reacts with water.

Logam kumpulan 1 bertindak balas dengan oksigen membentuk oksida logam.

Oksida logam bertindak balas dengan air.

(a)

(b)

(c)

4

Li Li2O

4

Na

K K 2O

2Li2O

+ H2O →

2LiOH

O2

→

2Na2O

+ H2O →

2NaOH

+

Na2O 4

→

+

+

O2

→

2K2O

+ H2O →

2KOH

O2

3

2X + O2 → 2X2O X2O + H2O → 2XOH

UNIT

Group 17 / Kumpulan 17 State the special name for Group 17 elements.

Nyatakan nama khas bagi unsur Kumpulan 17.

List the elements in Group 17 of the Periodic Table and write the electron arrangements and number of shells of the atoms of elements.

Senaraikan unsur-unsur dalam Kumpulan 17 Jadual Berkala dan tuliskan susunan elektron dan bilangan petala atom unsur tersebut.

State the physical properties of Group 17 elements.

Nyatakan sifat fizikal unsur Kumpulan 17.

Halogens Halogen

Elements Unsur

Symbol Simbol

Proton number Nombor proton

Electron arrangement Susunan elektron

Number of shells Bilangan petala

Fluorine / Fluorin

F2

9

2.7

2

Chlorine / Klorin

Cl2

17

2.8.7

3

Bromine / Bromin

Br2

35

2.8.18.7

4

I2

53

2.8.18.18.7

5

Iodine / Iodin

Halogens cannot conduct heat and electricity in all states.

Halogen tidak boleh mengkonduksi elektrik dan haba dalam semua keadaan.

61

03 Chap 3 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 61

© Nilam Publication Sdn. Bhd.

10/10/2017 5:03 PM

MODULE • Chemistry FORM 4 Explain the changes in physical properties going down Group 17 elements.

Terangkan perubahan sifat fizikal menuruni unsur Kumpulan 17.

(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 daya Van der Waals yang lemah, sedikit tenaga diperlukan untuk mengatasi daya itu. Walau bagaimanapun, takat lebur dan takat didih meningkat menuruni kumpulan. increases

– The atomic size shell

going down the Group 17 because of increasing in number of

, the size of molecules get larger.

Saiz atom

bertambah

petala

menuruni Kumpulan 17 kerana dengan pertambahan bilangan

, 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) semakin kuat.

– More energy is needed to overcome the stronger attractive forces between molecules during melting or boiling.

Lebih banyak tenaga diperlukan untuk mengatasi daya tarikan 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 (fluorin dan klorin) kepada cecair (bromin) dan kepada pepejal (iodin) pada suhu bilik kerana pertambahan kekuatan tarikan antara molekul dari fluorin ke iodin.

UNIT

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

Ketumpatan adalah rendah dan semakin meningkat apabila menuruni kumpulan.

3

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

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

Explain the similarities in chemical properties of the Group 17 elements.

Terangkan persamaan sifat kimia bagi unsur Kumpulan 17.

atoms

(a) All

of elements in Group 17 have

stable octet electron arrangement by accepting charged ions.

atom

negatively

elektron valens, mencapai

susunan elektron oktet yang stabil dengan menerima

satu

elektron membentuk ion

negatif

.

Example / Contoh:

Atom

stabil:

atoms

receives one electron to achieve stable octet electron arrangement:

fluorin menerima satu elektron untuk mencapai susunan elektron oktet yang F

+e

F–

Electron arrangement: 2.7 Susunan elektron: 2.7 Number of protons = 9, total charge: +9 Bilangan proton = 9, jumlah cas: +9 Number of electrons = 9, total charge: –9 Bilangan elektron = 9, jumlah cas: –9 Fluorine atom is Atom fluorin adalah

03 Chap 3 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 62

electron to form tujuh

(i) Fluorine

© Nilam Publication Sdn. Bhd.

valence electrons and achieve a

one

unsur Kumpulan 17 mempunyai

Semua bercas

seven

neutral neutral

Electron arrangement: 2.8 Susunan elektron: 2.8 Number of protons = 9, total charge: +9 Bilangan proton = 9, jumlah cas: +9 Number of electrons = 10, total charge: –10 Bilangan elektron = 10, jumlah cas: –10 Negatively

. .

formed.

Ion fluorida, terbentuk.

charged fluoride ion, F– is F–

bercas

negatif

62

10/10/2017 5:03 PM

MODULE • Chemistry FORM 4 (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

Electron arrangement: 2.8.7 Susunan elektron: 2.8.7 Number of protons = 17, total charge: +17 Bilangan proton = 17, jumlah cas: +17 Number of electrons = 17, total charge: –17 Bilangan elektron = 17, jumlah cas: –17 neutral

Chlorine atom is

Electron arrangement: 2.8.8 Susunan elektron: 2.8.8 Number of protons = 17, total charge: +17 Bilangan proton = 17, jumlah cas: +17 Number of electrons = 18, total charge: –18 Bilangan elektron = 18, jumlah cas: –18 Negatively

.

neutral

Atom klorin adalah

Cl–

charged chloride ion, Cl– is

formed.

.

Ion klorida, terbentuk.

Cl–

atoms

(b) All elements in Group 17 have similar chemical properties because seven

one electron to form a

negatively

charged ion.

Semua unsur Kumpulan 17 mempunyai sifat kimia yang serupa kerana tujuh

Kumpulan 17 mempunyai oktet yang stabil dengan

menerima

atom

unsur

elektron valens, mencapai susunan elektron satu elektron membentuk ion bercas

negatif

.

– Going down Group 17, the number of increases.

menuruni

Kumpulan

saiz

bertambah,

increases, petala

bilangan

atom bertambah. further

from the nucleus.

weaker

.

Kekuatan tarikan daripada proton dalam nukleus untuk menarik satu elektron ke dalam petala luar semakin

lemah

.

menuruni Kumpulan 17

jauh Petala luar semakin dari nukleus.

– The strength of attraction from the proton in the nucleus to attract one electron into the outermost occupied shell becomes

down Group 17

– Outer shell becomes

17,

berkurang

Apabila

shells

decreases

size

atomic

.

Reactivity

negatif

satu elektron membentuk ion bercas

Kereaktifan

negatively form charged ion.

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

3

– All the atoms of Group 17 have seven valence electrons and achieve a stable octet electron arrangement by accepting one electron to

UNIT

Explain the decrease in the reactivity of the elements going down the Group 17.

Terangkan penurunan kereaktifan unsur menuruni Kumpulan 17.

in Group 17 have

valence electrons and achieve the stable octet electron arrangement by

receiving

negatif

bercas

F

Cl

Br

decreases – The strength of a halogen atom to attract electron from fluorine to astatine (electronegativity decreases). berkurang Kekuatan atom halogen untuk menarik elektron dari fluorin ke astatin (keelektronegatifan berkurang).

Compare and explain the reactivity of elements X and Y. Banding dan terangkan kereaktifan unsur X dan Y. Element Unsur

X

Y

Proton Number Nombor proton

9

17

– Electron arrangement of X atom is 2.7 and Y atom is 2.8.7.

Susunan elektron atom X ialah 2.7 dan atom Y 2.8.7.

– The number shells occupied with electrons of atom Y is more than atom X. Bilangan petala berelektron bagi atom Y adalah lebih daripada atom X. – The size of atom Y is larger than atom X. Saiz atom Y lebih besar daripada atom X. – Thus, the force of attraction the nucleus to attract one electrons on the outermost shells of atom Y is weaker than atom X. Oleh itu, daya tarikan nukleus untuk menarik satu elektron pada petala terluar atom Y lebih lemah daripada atom X. – Element Y is less reactive than element X. Unsur Y adalah kurang reaktif daripada unsur X.

63

03 Chap 3 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 63

© Nilam Publication Sdn. Bhd.

10/10/2017 5:03 PM

MODULE • Chemistry FORM 4 Elements in Group 17 exist as diatomic molecules. Explain.

Unsur dalam Kumpulan 17 wujud sebagai molekul dwiatom.

Terangkan.

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 electrons to form one fluorine molecule: Contoh: Dua atom fluorin berkongsi sepasang elektron untuk membentuk molekul fluorin: Share / Kongsi

F

Fluorine atom / Atom fluorin

F

F

F Fluorine atom / Atom fluorin

Fluorine molecule / Molekul fluorin

Chlorine, bromine and iodine exist as diatomic molecules. (Cl2, Br2 and I2) Klorin, bromin dan iodin wujud sebagai molekul dwiatom (Cl2, Br2 dan I2)

Experiments for the chemical properties of Group 17 elements: Eksperimen sifat kimia bagi unsur-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

Chlorine gas / Gas klorin

HX + HOX, X adalah halogen. (Cl2, Br2 dan I2)

Bromine water /Air bromin

UNIT

Chlorine gas

Iodine crystals /Hablur iodin

Bromine water Air bromin

Fluorine, Chlorine Gas klorin Florin, Klorin

3

water Water air

Air

Water Air

Water / Air

Procedure / Kaedah: Procedure / Kaedah: – A few drops of bromine water are added – Chlorine gas is passed through water in Chlorine or to water in a test tube. a test tube.

Bromine Beberapa Iodine titis air bromin ditambah Gas klorin dilalukan melalui air dalam Klorin atau Bromin kepada air Iodin dalam tabung uji. tabung uji.

NaOH to absorb – The test tube is shaken.

– The solution produced is tested with blue/ bromine Chlorine Iron wool Heat Tabung uji digoncang. litmus paper.

Wul Besi NaOH untuk menyerap Haba klorin / bromin – The solution produced is tested with blue Larutan yang terhasil diuji dengan kertas litmus paper. litmus biru.

Heat Larutan yang terhasil Habadiuji dengan kertas litmus biru.

Observation / Pemerhatian: rapidly Chlorine dissolves to form light yellow solution: cepat Klorin larut dengan

Observation / Pemerhatian: in water

dalam air menghasilkan larutan berwarna kuning muda: Cl2 + H2O

HCl + HOCl blue

The solution changes red paper to and quickly decolourises

it.

litmus

Larutan menukarkan kertas litmus biru kepada merah dan melunturkannya dengan cepat.

Bromine dissolves form brown solution:

slowly

in water to

HBr + HOBr

blue The solution changes red paper to and slowly decolourises

it.

Iodine dissolves slightly in water to form brown solution: sedikit Iodin larut dengan dalam air menghasilkan larutan berwarna perang: I2 + H2O

litmus

HI + HOI

The solution changes red litmus paper to

blue

. The litmus decolourise .

paper does not biru

Larutan menukarkan kertas litmus kepada merah dan melunturkannya dengan perlahan.

Procedure / Kaedah: – Some iodine crystals are added to water in a test tube.

Sedikit hablur iodin ditambah kepada air dalam tabung uji.

– The test tube is shaken.

Tabung uji digoncang.

– The solution produced is tested with blue litmus paper.

Larutan yang terhasil diuji dengan kertas litmus biru.

Observation / Pemerhatian:

Bromin larut dengan perlahan dalam air menghasilkan larutan berwarna perang: Br2 + H2O

Iodine crystals Hablur iodin

Larutan menukarkan kertas litmus biru merah kepada . Kertas litmus tidak dilunturkan

.

Inference / Inferens: Chlorine, bromine and iodine react with water to form acidic solution. Apart from the acidic solution, chloride and bromine formed bleaching agent.

Klorin, bromin dan iodin bertindak balas dengan air membentuk larutan berasid. Selain larutan berasid, klorin dan bromin juga membentuk bahan peluntur.

Solubility decreases from chlorine to iodine.

Keterlarutan berkurang dari klorin ke iodin. © Nilam Publication Sdn. Bhd.

03 Chap 3 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 64

64

10/10/2017 5:03 PM

MODULE • Chemistry FORM 4

(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: NaCl + NaOCl + H2O (i) Cl2 + 2NaOH NaBr + NaOBr + H2O

(ii) Br2 + 2NaOH

NaI + NaOI + H2O

(iii) I2 + 2NaOH

(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 Bromine Klorin atau Bromin

Iodine Iodin

Heat Haba

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

Heat Iron wool Haba Wul besi Heat / Haba

Chlorine Klorin

Observation Pemerhatian Iron wool burns

very brightly

Chemical equation Persamaan kimia

and forms a brown solid when

cooled.

sangat terang Wul besi terbakar dengan pepejal perang apabila sejuk.

Bromine Bromin

Iron wool burns

brightly

cooled.

Wul besi berbara dengan pepejal perang apabila sejuk.

Iodine Iodin

Iron wools glows

slowly

brown solid when cooled.

Wul besi berbara dengan pepejal perang apabila sejuk.

dan membentuk

2Fe + 3Cl2

2FeCl3

2Fe + 3Br2

2FeBr3

and forms a brown solid when terang

dan membentuk

with a dull glow and forms a perlahan

dan membentuk

similar

Experiment (a), (b) dan (c) show that all halogens have going down the group:

Eksperimen (a), (b) dan (c) menunjukkan semua halogen menunjukkan sifat kimia yang berkurang apabila menuruni kumpulan.

Reactivity

UNIT

Halogen Halogen

3

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

decreases

2Fe + 3I2

2FeI3

chemical properties but their reactivity

/ Kereaktifan

serupa

decreases

tetapi kereaktifannya

berkurang

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

Period / Kala 1

2

3

Horizontal rows in the periodic table.

Baris mendatar dalam Jadual Berkala.

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.

The number of period of an element represents the number of shells occupied with electrons in each atom of element.

Nombor kala suatu unsur mewakili bilangan petala yang berisi elektron di dalam setiap atom unsur.

65

03 Chap 3 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 65

Š Nilam Publication Sdn. Bhd.

10/10/2017 5:03 PM

MODULE • Chemistry FORM 4

4

Elements Unsur

Proton number Nombor proton

Electron arrangement Susunan elektron

Number of shells Bilangan petala

Period Kala

Li

3

2.1

2

2

Na

11

2.8.1

3

3

K

19

2.8.8.1

4

4

Period 3 elements (complete the following table): Unsur Kala 3 (lengkapkan jadual berikut): Elements / Unsur Proton number Nombor proton Electron arrangement Susunan elektron Number of shells Bilangan petala Positive charge in the nucleus Bilangan cas positif dalam nukleus Radius (nm) Jejari (nm)

UNIT

5

Na

Mg

Al

Si

P

S

Cl

Ar

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

3

3

3

3

3

3

3

3

+11

+12

+13

+14

+15

+16

+17

+18

0.191

0.160

0.130

0.118

0.110

0.102

0.099

0.095

3

Physical changes across the Period 3 (from left to right): Perubahan fizikal merentasi Kala 3 (dari kiri ke kanan): Change in atomic radius across Period 3: / Perubahan jejari atom merentasi Kala 3: decreases from sodium to chlorine The atomic radius of the atoms Jejari atom berkurang dari natrium kepada klorin

Na

Mg

Al

Si

S

P

Cl

16 p Atom / Atom

Na

Mg

Al

Si

P

S

Cl

Number of proton / Bilangan proton

11 p

12 p

13 p

14 p

15 p

16 p

17 p

Positive charge / Cas positif

+11

+12

+13

+14

+15

+16

+17

2.8.1

2.8.2

2.8.3

2.8.4

2.8.5

2.8.6

2.8.7

Electron arrangement / Susunan elektron Explain the change in atomic size of elements across Period 3 from left to right.

Terangkan perubahan dalam saiz atom unsur merentasi Kala 3 dari kiri ke kanan.

3

– All the atoms of Period 3 elements have Semua atom unsur Kala 3 mempunyai – The proton number

increases

bertambah

Nombor proton

3

shells petala

berisi elektron

. .

by one unit from sodium to chlorine.

satu unit dari natrium kepada klorin.

– Increasing in proton number causes the number of increase

occupied with electrons

positive

charge in the nucleus to

.

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

© Nilam Publication Sdn. Bhd.

03 Chap 3 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 66

– The size of atom

decreases

Jejari atom unsur

berkurang

bertambah

.

across Period 3. merentasi Kala 3.

66

10/10/2017 5:03 PM

MODULE • Chemistry FORM 4 electron

The strength of an atom in a molecule to attract Kekuatan suatu atom dalam molekul menarik decreases – The atomic radius due to the the shells from sodium to chlorine.

X

Y

Proton number Nombor proton

11

17

State the changes in properties of elements across Period 3 from left to right.

Nyatakan perubahan dalam sifat unsur merentasi Kala 3 dari kiri ke kanan.

of nuclei attraction on the electrons in

– Tendency of nucleus to attract electron to the outermost shells Kekuatan nukleus menarik elektron kepada petala paling luar klorin. increases bertambah

Keelektronegatifan

Element Unsur

increasing

Jejari atom berkurang kerana daya tarikan nukleus terhadap elektron dalam petala dari natrium kepada klorin.

– The electronegativity

Compare and explain electronegativity of elements X and Y. Banding dan terangkan keelektronegatifan unsur X dan Y.

ke arah nukleusnya.

increases

bertambah

from sodium to chlorine.

bertambah

dari natrium kepada

across Period 3 from sodium to chlorine. merentasi Kala 3 dari natrium kepada klorin.

– Electron arrangement of X atom is 2.8.1 and Y atom is 2.8.7.

Susunan elektron atom X ialah 2.8.1 dan atom Y ialah 2.8.7.

– Atoms X and Y have same number shells occupied with electrons.

Atom X dan Y mempunyai bilangan petala berisi elektron yang sama.

– The number of protons in the nucleus of atom Y is more than atom X. Bilangan proton dalam nukleus atom Y lebih banyak daripada atom X. – The attraction forces between the nucleus and the electrons in the shells of atom Y is stronger than atom X. Daya tarikan antara nukleus dan elektron dalam petala atom Y lebih kuat daripada atom X. – The size of atom Y is smaller than atom X. Saiz atom Y lebih kecil daripada atom X. – The tendency to attract electrons of atom Y is stronger than atom X. Kecenderungan untuk menarik elektron atom Y lebih kuat daripada atom X. – Element Y is more electronegative than element X. Unsur Y lebih elektronegatif daripada unsur X.

3

Explain the change in electronegativity of elements across Period 3 from left to right.

Terangkan perubahan dalam keelektronegatifan unsur merentasi Kala 3 dari kiri ke kanan.

towards its nucleus.

elektron

UNIT

Define electronegativity.

Takrifkan keelektronegatifan.

(a) Physical state: / Keadaan fizik: – 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.

– 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. (b) Changes in metallic properties and electrical conductivity: Perubahan sifat kelogaman dan kekonduksian elektrik: Element / Unsur

Na

Metallic properties Sifat kelogaman

Metal Logam

Semi metal Separa logam

Non-metal Bukan logam

Electrical conductivity Kekonduksian elektrik

Good conductors of electric.

Konduktor elektrik yang baik.

Weak conductor of electric but it increases with the presence of boron or phosphorous.

Konduktor elektrik yang lemah tetapi bertambah dengan kehadiran boron atau fosforus.

Uses: semiconductor Kegunaan: semikonduktor

Cannot conduct electricity Tidak boleh mengkonduksi elektrik

Mg

Al

Si

P

S

Cl

Ar

(c) Changes in properties of oxide of elements Period 3: Perubahan sifat oksida unsur Kala 3: Na

Mg

Al

Basic oxide / Oksida bes

Amphoteric oxide / Oksida amfoterik

Basic oxide + Water Alkali Oksida bes + Air Alkali Example / Contoh: Na2O + H2O 2NaOH Basic oxide + Acid Oksida bes + Asid

Salt + Water Garam + Air

Example / Contoh: MgO + 2HCl MgCl2 + H2O

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

67

03 Chap 3 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 67

Si

P

S

Cl

Acidic oxide / Oksida asid Acidic oxide + Water Acid Oksida asid + Air Asid Example / Contoh: SO2 + H2O H2SO3 Acidic oxide + Alkali Oksida asid + Alkali

Salt + Water Garam + Air

Example / Contoh: SiO2 + 2NaOH Na2SiO3 + H2O

© Nilam Publication Sdn. Bhd.

10/10/2017 5:03 PM

MODULE • Chemistry FORM 4 Define basic oxide, amphoteric oxide and acidic oxide.

Takrifkan oksida bes, oksida amfoterik dan oksida asid.

acid

– Basic oxide is metal oxide that can react with water

.

asid

Oksida bes adalah oksida logam yang boleh bertindak balas dengan garam

air

dan

.

alkali

– Acidic oxide is non-metal oxide that can react with water

salt

to form

membentuk salt

to form

. garam

air

dan

.

acid

and

Oksida amfoterik adalah oksida yang boleh bertindak balas dengan

asid

– Amphoteric oxide is oxide that can react with both salt

and

untuk membentuk

water

garam

. air

dan

and alkali

Oksida asid adalah oksida bukan logam yang boleh bertindak balas dengan membentuk

and

alkali dan

to form alkali

.

Exercise / Latihan 1 (a)

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

UNIT

Oxide Oksida

Solubility in water Keterlarutan dalam air

pH pH larutan

Type of oxide Jenis oksida

3

Sodium oxide, Na2O Natrium oksida, Na2O

White solid dissolves in water Pepejal putih larut dalam air

14

Basic oxide Oksida bes

Magnesium oxide, MgO Magnesium oksida, MgO

White solid slightly dissolves in water Pepejal putih larut separa dalam air

9

Basic oxide Oksida bes

Aluminium oxide, Al2O3 Aluminium oksida, Al2O3

Insoluble Tidak larut

–

–

Silicon oxide, SiO2 Silikon oksida, SiO2

Insoluble Tidak larut

–

–

Phosphorous oxide, P4O10 Fosforus oksida, P4O10

White solid dissolves in water Pepejal putih larut dalam air

3

Acidic oxide Oksida asid

Sulphur dioxide, SO2 Sulfur dioksida, SO2

Gas dissolves in water Gas larut dalam air

3

Acidic oxide Oksida asid

(ii) Reaction between the oxide of Period 3 elements with nitric acid and sodium hydroxide solution:

Tindak balas antara oksida unsur Kala 3 dengan asid nitrik dan larutan natrium hidroksida: Observation / Pemerhatian Type of oxide Jenis oksida

Oxide Oksida

Reaction with dilute nitric acid Tindak balas dengan asid nitrik cair

Reaction with sodium hydroxide solution Tindak balas dengan natrium hidroksida

Magnesium oxide, MgO Magnesium oksida, MgO

The white solid dissolves to form colourless solution.

Pepejal putih larut membentuk larutan tanpa warna.

No change. The white solid does not dissolve.

Tiada perubahan. Pepejal putih tidak larut.

Basic oxide Oksida bes

Aluminium oxide, Al2O3 Aluminium oksida, Al2O3

The white solid dissolves to form colourless solution.

Pepejal putih larut membentuk larutan tidak berwarna.

The white solid dissolves to form colourless solution.

Pepejal putih larut membentuk larutan tanpa warna.

Amphoteric oxide Oksida amfoterik

Silicon oxide, SiO2 Silikon oksida, SiO2

No change. The white solid does not dissolve.

Tiada perubahan. Pepejal putih tidak larut.

The white solid dissolves to form colourless solution.

Pepejal putih larut membentuk larutan tanpa warna.

Acidic oxide Oksida asid

© Nilam Publication Sdn. Bhd.

03 Chap 3 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 68

68

10/10/2017 5:03 PM

MODULE • Chemistry FORM 4

Na

Mg

Atomic radius of the atoms berkurang Jejari atom

S

Cl

decreases

across Period 3 from sodium to chlorine. merentasi Kala 3 dari natrium kepada klorin.

proton

in the nucleus.

(iii) Compare the strength of attraction from the nucleus to the the shells .

electrons in

decreases

increases

(iv) Compare the atomic size / Compare the electronegativity.

Membanding Jejari/ Saiz Atom dan Keelektronegatifan Merentasi Kala 3: petala (i) Bandingkan bilangan dalam setiap atom. proton (ii) Bandingkan bilangan dalam nukleus. (iii) Bandingkan kekuatan tarikan dari proton dalam nukleus terhadap elektron dalam petala . (iv) Bandingkan saiz atom / Bandingkan keelektronegatifan.

Membanding Kereaktifan Menuruni Kumpulan 1 dan Kumpulan 17: petala (i) Bandingkan bilangan dalam setiap atom. elektron valens (ii) Bandingkan kekuatan proton dalam nukleus menarik elektron paling luar (Kumpulan 1) // menarik ke petala (Kumpulan 17). melepaskan (iii) Bandingkan kecenderungan atom untuk menerima (Kumpulan 1) // elektron (Kumpulan 17).

69

03 Chap 3 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 69

F

Cl

Br

menuruni Kumpulan 17

menuruni Kumpulan 1

(ii) Compare the strength of proton in the nucleus to attract valence electron electron outermost shells (Group 1) // to attract to the (Group 17). release (iii) Compare tendency of the atom to electron (Group 1) // receive electron (Group 17).

berkurang

bertambah

(b) To Compare Reactivity Down Group 1 and Group 17: shells (i) Compare number of in each atom.

down Group 17 / Kereaktifan

down Group 1 / Kereaktifan

K

P

Reactivity

Reactivity

Na

Si

(a) To Compare Atomic Size/ Radius and Electronegativity Across Period 3: shells (i) Compare number of in each atom. (ii) Compare number of

Li

Al

3

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 / keelektronegatifan merentasi Kala 3, kereaktifan menuruni Kumpulan 1 dan Kumpulan 17:

UNIT

2

elektron

Š Nilam Publication Sdn. Bhd.

10/10/2017 5:03 PM

MODULE • Chemistry FORM 4

Transition Element / Unsur Peralihan Transition Element Unsur Peralihan Position in the Periodic Table Kedudukan dalam Jadual Berkala Situated between Groups 2 and 13 Berada di antara Kumpulan 2 dan 13 Examples: Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu and Zn. Contoh : Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu dan Zn.

1

Special Characteristic Ciri Istimewa

Metallic Properties Sifat Kelogaman

Most transition elements formed coloured compounds.

Kebanyakan unsur peralihan membentuk sebatian berwarna.

Examples / Contoh : (i) Iron(III) chloride is brown.

Ferum(III) klorida adalah perang. (ii) Iron(II) chloride is green.

Ferum(II) klorida adalah hijau. (iii) Copper(II) sulphate is blue.

Kuprum(II) sulfat adalah biru.

1 Shiny Berkilat 2 Conducts heat and electricity Mengalirkan haba dan elektrik 3 Malleable Mulur 4 High tensile strength Kekuatan tegangan yang sangat tinggi 5 High melting point and density Takat lebur dan ketumpatan yang tinggi

2 Most transition elements have more than one oxidation number in their compounds.

Kebanyakan unsur peralihan mempunyai lebih dari satu nombor pengoksidaan dalam sebatiannya.

Examples / Contoh : UNIT

Element Unsur

3

Copper Kuprum

Iron Ferum

Compound Sebatian Copper(I) chloride Kuprum(I) klorida Copper(II) oxide Kuprum(II) oksida Iron(II) chloride Ferum(II) klorida Iron(III) chloride Ferum(III) klorida

Oxidation number Nombor pengoksidaan +1 +2 +2

+3

• Oxidation number of element in a compound will be studied in topic “redox”.

Nombor pengoksidaan unsur dalam sebatian akan dipelajari dalam tajuk “Redoks”.

3 Many of the transition elements are able to form complex ion: Terdapat unsur peralihan yang boleh membentuk ion kompleks: Element / Unsur Iron Ferum Copper Kuprum

Complex ion / Ion kompleks Formula / Formula Hexacyanoferrate(II) Fe(CN)64Heksasianoferrat(II) Copper(II) tetramine Cu(NH4)42+ Kuprum(II) tetramina

4 Many of the transition elements can act as a catalyst in industries.

Terdapat unsur peralihan yang boleh bertindak sebagai mangkin dalam industri.

Catalyst is a substance that can change the rate of reaction.

Mangkin adalah bahan yang boleh mengubah kadar tindak balas.

A catalyst does not change chemically after a reaction.

Mangkin tidak berubah secara kimia selepas tindak balas.

Examples / Contoh : (i) Iron: Haber process in the manufacture of ammonia Ferum: Proses Haber dalam pengeluaran ammonia (ii) Vanadium(V) oxide: Contact process in the manufacture of sulphuric acid Vanadium(V) oksida: Proses Sentuh dalam pengeluaran asid sulfurik (iii) Platinum: Ostwald process in the manufacture of nitric acid Platinum: Proses Ostwald dalam pengeluaran asid nitrik

© Nilam Publication Sdn. Bhd.

03 Chap 3 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 70

70

10/10/2017 5:03 PM

MODULE • Chemistry FORM 4

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.

PP

Q Q

(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 Kumpulan 1 (b) How are 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.

3

Dalam minyak parafin. Untuk mengelakkan mereka bertindak balas dengan oksigen atau wap air di atmosfera.

Write chemical equation for the reaction between element P with water.

Tuliskan persamaan kimia untuk tindak balas antara unsur P dengan air.

2P + 2H2O 2POH + H2

UNIT

(c) (i)

(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.

Tanpa warna kepada warna ungu atau merah jambu. Larutan yang terbentuk adalah beralkali.

(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. Unsur Q adalah lebih reaktif daripada 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 attractive forces between proton in the nucleus to the valence electron of atom Q is weaker than atom P. It is easier for atom Q to release the valence electron compared to atom P. Saiz atom Q lebih besar daripada atom P. Elektron valens atom Q lebih jauh dari nukleus dibandingkan dengan atom P. Daya tarikan antara nukleus kepada elektron valens atom Q lebih lemah berbanding dengan atom P. Atom Q lebih mudah untuk melepaskan elektron valens berbanding dengan atom P. (d) Name one element that has the same chemical properties as P and Q.

Namakan satu unsur yang mempunyai ciri-ciri kimia yang sama dengan P dan Q. Potassium Kalium

71

03 Chap 3 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 71

Š Nilam Publication Sdn. Bhd.

10/10/2017 5:03 PM

MODULE • Chemistry FORM 4

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 dalam kumpulan yang sama dalam Jadual Berkala.

19 9

W

35 17

X

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

Atom W / Atom W : Atom X / Atom X :

2.8.7

(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 / Kumpulan 17, Kala 2 Element X / Unsur X : Group 17, Period 3 / Kumpulan 17, Kala 3

(iii) Do elements W and X show the similar chemical property? Explain your answer.

Adakah unsur W dan X menunjukkan sifat kimia yang serupa? Terangkan jawapan anda.

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

Unsur W mempunyai sifat kimia yang serupa dengan X. Atom W dan atom X mempunyai bilangan elektron valens yang sama.

UNIT

(b) State the type of particles in W and X.

Nyatakan jenis zarah dalam W dan X. Molecule / Molekul

3 (c) 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.

• Takat didih unsur X lebih tinggi daripada unsur W. • Saiz molekul X2 lebih besar daripada molekul W2.

• Daya tarikan antara molekul X2 lebih kuat daripada molekul W2.

• Lebih banyak haba diperlukan untuk mengatasi daya tarikan yang lebih kuat antara molekul. (d) (i)

X can react with sodium to form a compound. Write the chemical equation for the reaction.

X boleh bertindak balas dengan natrium untuk membentuk sebatian. Tulis persamaan kimia untuk tindak balas tersebut.

X2 + 2Na 2NaX

(ii) 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. • Unsur W lebih reaktif daripada unsur X. Saiz atom W lebih kecil daripada atom X. • Petala paling luar atom W lebih dekat dengan nukleus berbanding dengan atom X. • Kekuatan nukleus atom W untuk menarik elektron kepada petala paling luar lebih kuat daripada atom X.

© Nilam Publication Sdn. Bhd.

03 Chap 3 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 72

72

10/10/2017 5:03 PM

MODULE • Chemistry FORM 4

3

The diagram below shows part of the Periodic Table of Elements. X, Y, Z, A, B, D, E, F and G do not represent the actual symbols.

Rajah di bawah menunjukkan sebahagian daripada Jadual Berkala Unsur. X, Y, Z, A, B, D, E, F dan G tidak mewakili simbol yang sebenar.

X A F

Y Z B

D

E

G

(a) (i) State the position of element B in the Periodic Table.

Nyatakan kedudukan unsur B dalam Jadual Berkala.

Period 3, Group 13 / Kala 3, Kumpulan 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.

Susunan elektron atom B ialah 2.8.3. Atom B mempunyai tiga elektron valens, unsur B berada dalam Kumpulan 13. Atom B mempunyai 3 petala berisi elektron. Unsur B berada dalam Kala 3.

UNIT

3

(b) (i) Which element is monatomic gas?

Unsur yang manakah adalah gas monoatom?

Element Y/Z // Unsur Y / Z (ii) Explain your answer in (b)(i). / Terangkan jawapan anda dalam (b)(i).

Atom Y has achieved stable duplet electron arrangement // has electron arrangement 2. OR Atom Z has achieved stable octet electron arrangement // has electron arrangement 2.8.

Atom Y sudah mencapai susunan elektron duplet yang stabil // mempunyai susunan elektron 2. ATAU Atom Z sudah mencapai susunan elektron oktet yang stabil // mempunyai susunan elektron 2.8. (c) Element X is hydrogen gas and element Y is helium gas. The diagram below shows a meteorological balloon filled with helium gas.

HOTS

Unsur X adalah gas hidrogen dan unsur Y adalah gas helium. Rajah di bawah menunjukkan belon kajicuaca berisi gas helium.

Helium gas Gas helium

(i) Explain why helium gas is used to fill the meteorological balloon.

Terangkan mengapa gas helium digunakan untuk mengisi belon kajicuaca.

Helium gas is light and inert. / Gas helium adalah ringan dan lengai. (ii) Can hydrogen gas replace helium gas in the balloon? Give reason for your answer.

Bolehkah gas hidrogen menggantikan gas helium di dalam belon itu? Nyatakan sebab bagi jawapan anda.

Cannot. Hydrogen gas is flammable, it will explode with the presence of oxygen gas at high temperature.

Tidak boleh. Gas hidrogen mudah menyala, ia akan meletup dengan kehadiran gas oksigen pada suhu yang tinggi.

73

03 Chap 3 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 73

Š Nilam Publication Sdn. Bhd.

10/10/2017 5:03 PM

MODULE • Chemistry FORM 4

(d) Choose an element that / Pilih unsur yang: (i)

exists in the form of molecule wujud dalam bentuk molekul

(ii)

forms acidic oxide membentuk oksida asid

(iii)

has atoms that have no neutron atom yang tiada neutron

(iv)

is an alkali metal logam alkali

(v)

forms amphoteric oxide membentuk oksida amfoterik

B

(vi)

has a proton number of 15 mempunyai nombor proton 15

D

(vii)

is most electropositive paling elektropositif

F

X/D/E D/E X A/F

(viii) forms basic oxide membentuk oksida bes (ix)

A/F

forms coloured compound membentuk sebatian berwarna

G

UNIT

3

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

2.8.7

(ii) Compare electronegativity of elements D and E. Bandingkan keelektronegatifan unsur D dan E. Element E is more electronegative than element D. Unsur E lebih elektronegatif daripada unsur D. (iii) Explain your answer in (f)(ii).

Terangkan jawapan anda dalam (f)(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. Atom E dan atom D mempunyai bilangan petala berisi elektron yang sama. Bilangan proton dalam nukleus pada atom E adalah lebih banyak daripada atom D. Kekuatan proton dalam nukleus atom E untuk menarik elektron kepada petala luar adalah lebih kuat daripada atom D.

Soalan Tambahan Additional Question

© Nilam Publication Sdn. Bhd.

03 Chap 3 ChemF4 Bil 2017(CSY5p).indd 74

74

10/10/2017 5:03 PM