Nota Interaktif Kimia STPM
Belajar, ingat dan latih setiap Standard Pembelajaran STPM Tingkatan 6 (STPM Chemistry), 100% ikut dokumen kurikulum. Siapkan semua unit untuk Sijil Penghargaan SistemGuru.My.
Semester 1Atoms, Molecules and Stoichiometry
Standard Pembelajaran (3)
- 1.1.1Describe the principle of mass spectrometer;
- 1.1.2Interpret mass spectra in terms of relative abundance of isotopes of elements, compounds and molecular fragments;
- 1.1.3Calculate relative atomic mass of an element from the relative abundance of its isotopes and from its mass spectrum.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid melabel rajah spektrometer jisim (pengionan, pecutan, pesongan, pengesan) dan menyebut fungsi setiap bahagian dalam masa 10 minit.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang jisim atom, isotop dan molekul relatif.
SP disasar: 1.1.1 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid mentafsir spektrum jisim klorin dan menerangkan maksud puncak M dan M+2 berdasarkan kelimpahan relatif isotop.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang jisim atom, isotop dan molekul relatif; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 1.1.2 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid mengira jisim atom relatif magnesium daripada kelimpahan isotop 24Mg, 25Mg dan 26Mg yang diberi, menunjukkan langkah pengiraan dengan unit.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang jisim atom, isotop dan molekul relatif; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 1.1.3 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid menganalisis spektrum jisim satu sebatian untuk mengenal pasti ion molekul dan serpihan molekul serta menjelaskan cara mengenal pasti sebatian.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis jisim atom, isotop dan molekul relatif; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 1.1.2 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Anda akan memerihalkan prinsip spektrometer jisim (mass spectrometer), mentafsir spektrum jisim dan mengira jisim atom relatif (relative atomic mass) daripada kelimpahan isotop.
Istilah asas
- Jisim atom relatif, Ar (relative atomic mass)
- Jisim purata satu atom unsur berbanding 1/12 jisim satu atom karbon-12.
- Jisim isotop relatif (relative isotopic mass)
- Jisim satu atom suatu isotop berbanding 1/12 jisim satu atom karbon-12.
- Jisim molekul relatif, Mr (relative molecular mass)
- Jisim purata satu molekul berbanding 1/12 jisim satu atom karbon-12.
- Nisbah m/z (mass-to-charge ratio)
- Jisim ion dibahagi casnya; kebanyakan ion bercas +1 maka m/z = jisim ion.
Mentafsir spektrum jisim
- Paksi-x = m/z; paksi-y = keamatan atau kelimpahan relatif (relative abundance).
- Unsur: setiap puncak mewakili satu isotop; tinggi puncak berkadar dengan kelimpahan isotop itu.
- Sebatian: puncak m/z tertinggi (selain puncak isotop kecil) ialah ion molekul M⁺ (molecular ion) yang memberi Mr.
- Puncak lain ialah serpihan molekul (molecular fragments), cth etanol C₂H₅OH (Mr 46): m/z 31 = CH₂OH⁺, m/z 29 = C₂H₅⁺.
- Molekul Cl₂ (³⁵Cl 75%, ³⁷Cl 25%) memberi puncak m/z 70, 72, 74 dengan nisbah 9 : 6 : 1, serta puncak Cl⁺ pada m/z 35 dan 37 (3 : 1).
Mengapa vakum?
Spektrometer jisim beroperasi dalam vakum supaya ion tidak berlanggar dengan molekul udara yang akan mengubah laluan atau meneutralkan ion.
Standard Pembelajaran (4)
- 1.2.1Relate mole to Avogadro’s number;
- 1.2.2Construct balanced chemical equations for all types of reactions;
- 1.2.3Determine the number of mole of reactants, volume of gases, volume of solutions, concentration of solutions and percentage yield;
- 1.2.4Deduce stoichiometric relationships from the calculations in daily and industrial processes.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid menyatakan nilai pemalar Avogadro dan memadankan kuantiti (jisim, isi padu gas, kepekatan) dengan formula mol pada kad.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang konsep mol.
SP disasar: 1.2.1 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid menyeimbangkan lima persamaan kimia pelbagai jenis (pembakaran, pemendakan, redoks) dan menerangkan nisbah mol.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang konsep mol; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 1.2.2 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid mengira mol, isi padu gas pada s.t.p., kepekatan larutan dan peratus hasil bagi satu pengukuran penitratan dengan langkah lengkap.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang konsep mol; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 1.2.3 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid menganalisis data proses Haber atau pengeluaran sulfur dioksida di kilang dan menentukan reaktan penghad serta peratus hasil.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis konsep mol; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 1.2.3, 1.2.4 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Anda akan mengaitkan mol dengan nombor Avogadro (Avogadro's number), mengimbangkan persamaan kimia dan melakukan pengiraan stoikiometri (stoichiometry) termasuk isi padu gas, kepekatan larutan dan peratus hasil.
Mol dan nombor Avogadro
Satu mol (mole) ialah kuantiti bahan yang mengandungi bilangan zarah yang sama dengan bilangan atom dalam tepat 12 g karbon-12, iaitu 6.02 × 10²³ zarah. Nilai ini ialah pemalar Avogadro, NA = 6.02 × 10²³ mol⁻¹. Bilangan zarah = n × NA. Jisim molar (molar mass) M ialah jisim satu mol bahan dalam g mol⁻¹.
Mengimbangkan persamaan bagi semua jenis tindak balas
- Tulis formula betul bahan dan hasil; jangan ubah subskrip, hanya pekali.
- Pembakaran: C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O.
- Peneutralan: H₂SO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + 2H₂O.
- Pemendakan (persamaan ion): Ag⁺(aq) + Cl⁻(aq) → AgCl(s).
- Penguraian: CaCO₃(s) → CaO(s) + CO₂(g).
- Redoks (ion): MnO₄⁻ + 5Fe²⁺ + 8H⁺ → Mn²⁺ + 5Fe³⁺ + 4H₂O; imbangkan atom dan juga jumlah cas (kiri +17, kanan +17).
Semester 1Electronic Structure of Atoms
Standard Pembelajaran (2)
- 2.1.1Explain qualitatively the concept of electronic energy levels by using line spectrum of hydrogen atom or any other one electron species in the Lyman and Balmer series;
- 2.1.2Determine the ionisation energy of hydrogen atom using E = hν.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid melabel siri spektrum garis hidrogen (Lyman, Balmer, Paschen) pada gambar rajah aras tenaga dan menyebut maksud tahap tenaga.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang tahap tenaga elektron atom hidrogen.
SP disasar: 2.1.1 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid menerangkan bagaimana garis spektrum terbit daripada peralihan elektron antara aras tenaga dan mengapa garis menumpu pada frekuensi tinggi.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang tahap tenaga elektron atom hidrogen; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 2.1.1 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid mengira tenaga pengionan atom hidrogen menggunakan E = hv daripada frekuensi had penumpuan siri Lyman.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang tahap tenaga elektron atom hidrogen; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 2.1.2 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid menganalisis spektrum garis hidrogen dan menjelaskan peralihan mana yang menghasilkan cahaya nampak dan mengapa.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis tahap tenaga elektron atom hidrogen; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 2.1.1, 2.1.2 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Anda akan menerangkan aras tenaga elektron (electronic energy levels) menggunakan spektrum garis atom hidrogen dalam siri Lyman dan Balmer, serta menentukan tenaga pengionan (ionisation energy) hidrogen menggunakan E = hν.
Spektrum garis dan aras tenaga
Apabila atom hidrogen diuja (cth nyahcas elektrik), elektron naik ke aras tenaga lebih tinggi. Apabila elektron kembali ke aras lebih rendah, tenaga dipancarkan sebagai sinaran berfrekuensi tertentu, ΔE = hν. Spektrum pancaran yang terhasil ialah spektrum garis (line spectrum), bukan spektrum selanjar. Garis-garis diskret membuktikan tenaga elektron adalah terkuantum (quantised), iaitu elektron hanya wujud pada aras tenaga tertentu n = 1, 2, 3, ... Garis dalam setiap siri semakin rapat pada frekuensi tinggi kerana aras tenaga semakin rapat apabila n bertambah, dan akhirnya bercantum pada had penumpuan (convergence limit).
Spesies satu elektron
- Spesies satu elektron (one-electron species) seperti He⁺ dan Li²⁺ juga memberi spektrum garis yang serupa corak dengan hidrogen.
- Cas nukleus lebih tinggi menyebabkan garis berada pada frekuensi lebih tinggi.
Daripada panjang gelombang
Jika panjang gelombang had penumpuan diberi (91.2 nm), tukar dahulu kepada frekuensi: ν = c ÷ λ = 3.00 × 10⁸ m s⁻¹ ÷ 91.2 × 10⁻⁹ m = 3.29 × 10¹⁵ Hz.
Standard Pembelajaran (4)
- 2.2.1State the four quantum numbers (n, l, m, s);
- 2.2.2Relate quantum numbers with shape and orientation of atomic orbitals;
- 2.2.3Determine the four quantum numbers of an electron in any orbital;
- 2.2.4Deduce the number and relative energies of s, p and d orbitals for the principal quantum numbers 1, 2 and 3, include 4s orbital;
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid menyebut empat nombor kuantum (n, l, m, s) dan memadankan setiap nombor dengan maksudnya pada kad.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang orbital atom: s, p dan d.
SP disasar: 2.2.1 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid melukis bentuk orbital s, p dan d serta menerangkan hubungan nombor kuantum dengan bentuk dan orientasi orbital.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang orbital atom: s, p dan d; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 2.2.2 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid menentukan keempat-empat nombor kuantum bagi elektron valens atom yang diberi, seperti nitrogen dan skandium.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang orbital atom: s, p dan d; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 2.2.3 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid menyusun tenaga relatif orbital 1s hingga 4s, 3d dan 4p dan menganalisis mengapa orbital 4s terisi sebelum 3d.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis orbital atom: s, p dan d; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 2.2.4 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Anda akan menyatakan empat nombor kuantum (quantum numbers), mengaitkannya dengan bentuk dan orientasi orbital s, p dan d, serta menentukan bilangan dan tenaga relatif orbital bagi n = 1, 2, 3 termasuk orbital 4s.
Tenaga relatif orbital
- Tertib tenaga: 1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d.
- Orbital 4s bertenaga lebih rendah daripada 3d (bagi atom neutral), maka 4s diisi dahulu.
- Orbital dalam subpetala yang sama (cth tiga orbital 2p) adalah degenerat (degenerate), iaitu sama tenaga.
- Bilangan orbital dalam petala n = n².
Standard Pembelajaran (3)
- 2.3.1Explain aufbau principle, Pauli exclusion principle and Hund’s rule;
- 2.3.2Write the electronic configuration of atoms and ions from the proton number;
- 2.3.3Identify the position of elements in the Periodic Table based on electronic configurations.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid menyatakan prinsip aufbau, prinsip pengecualian Pauli dan petua Hund pada kad ringkas dengan satu contoh setiap prinsip.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang konfigurasi elektron.
SP disasar: 2.3.1 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid menulis konfigurasi elektron atom dan ion (Fe, Fe3+, Cu, Cr) dan menerangkan pengecualian pada kromium dan kuprum.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang konfigurasi elektron; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 2.3.1, 2.3.2 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid mengenal pasti kedudukan unsur dalam Jadual Berkala (blok, kala, kumpulan) daripada konfigurasi elektron yang diberi.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang konfigurasi elektron; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 2.3.3 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid menganalisis konfigurasi elektron lima unsur tidak dikenali dan menjustifikasi kedudukan setiap unsur dalam Jadual Berkala.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis konfigurasi elektron; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 2.3.2, 2.3.3 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Anda akan menerangkan prinsip aufbau, prinsip pengecualian Pauli dan petua Hund, menulis konfigurasi elektron atom dan ion, serta mengenal pasti kedudukan unsur dalam Jadual Berkala.
Pengecualian dan ion
- Cr (24): [Ar] 3d⁵ 4s¹, bukan 3d⁴ 4s², kerana 3d separuh penuh lebih stabil.
- Cu (29): [Ar] 3d¹⁰ 4s¹, kerana 3d penuh lebih stabil; Cu²⁺ = [Ar] 3d⁹.
- Anion menerima elektron: Cl⁻ (18 e⁻) = 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶.
- Kation unsur blok s/p kehilangan elektron petala luar: Na⁺ = 1s² 2s² 2p⁶.
Semester 1Chemical Bonding
Standard Pembelajaran (4)
- 3.1.1Explain the stability of ions based on (i) noble gas configuration
- 3.1.2Explain the stability of ions based on (ii) pseudo-noble gas configuration
- 3.1.3Explain the stability of ions based on (iii) half-filled orbital.
- 3.1.4Explain the formation of ionic bonding.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid menyebut maksud konfigurasi gas adi, gas adi semu dan orbital separuh penuh dengan contoh ion bagi setiap satu.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang ikatan ion.
SP disasar: 3.1.1, 3.1.2, 3.1.3 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid melukis pembentukan ikatan ion natrium klorida dan magnesium oksida dengan pemindahan elektron dan menerangkan kestabilan ion.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang ikatan ion; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 3.1.4, 3.1.1 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid meramal kestabilan ion Zn2+, Fe3+ dan Cu+ berdasarkan konfigurasi elektron dan menerangkan sebab satu ion lebih stabil.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang ikatan ion; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 3.1.2, 3.1.3 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid membandingkan kestabilan ion Fe2+ dan Fe3+ dengan hujah konfigurasi elektron dan menyimpulkan ion yang lebih stabil.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis ikatan ion; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 3.1.3 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Anda akan menerangkan kestabilan ion berdasarkan konfigurasi gas adi, konfigurasi pseudo-gas adi dan orbital separuh penuh, serta pembentukan ikatan ion (ionic bonding).
Mengapa konfigurasi ini stabil?
Konfigurasi gas adi mempunyai subpetala s dan p yang penuh, maka tenaga pengionan seterusnya amat tinggi. Konfigurasi pseudo-gas adi juga mempunyai subpetala penuh (s, p dan d¹⁰), menerangkan mengapa unsur seperti Zn dan Ga membentuk ion yang tidak mencapai konfigurasi gas adi. Orbital d separuh penuh mempunyai taburan elektron simetri dan tolakan antara elektron yang minimum serta tenaga pertukaran maksimum; oleh itu Fe³⁺ (3d⁵) lebih stabil daripada Fe²⁺ (3d⁶), dan Fe²⁺ mudah dioksidakan kepada Fe³⁺.
Syarat pembentukan ikatan ion
- Logam dengan tenaga pengionan rendah (Kumpulan 1, 2).
- Bukan logam dengan afiniti elektron tinggi (Kumpulan 16, 17).
- Perbezaan keelektronegatifan besar antara dua unsur.
- Tenaga kekisi yang besar mengimbangi tenaga yang diperlukan untuk membentuk ion.
Standard Pembelajaran (10)
- 3.2.1Draw the Lewis structure of covalent molecules;
- 3.2.2Draw the Lewis structure of ions;
- 3.2.3Explain the concept of overlapping and hybridisation of s and p orbitals;
- 3.2.4Explain the shapes and bond angles in molecules and ions using the principle of valence-shell electron-pair repulsion (VSEPR) theory;
- 3.2.5Explain the existence of polar and non-polar bonds;
- 3.2.6Explain the existence of polar and non-polar molecules;
- 3.2.7Relate bond length and bond strength with respect to single, double and triple bonds;
- 3.2.8Explain the inertness of nitrogen molecule;
- 3.2.9Compare the properties of ionic and covalent compounds;
- 3.2.10Explain the existence of coordinate covalent bond.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid melukis struktur Lewis bagi molekul (H2O, NH3, CO2) dan ion (NH4+, SO4 2-) pada lembaran kerja.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang ikatan kovalen.
SP disasar: 3.2.1, 3.2.2 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid menerangkan bentuk dan sudut ikatan molekul menggunakan teori VSEPR dan pengahibridan sp, sp2 dan sp3.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang ikatan kovalen; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 3.2.3, 3.2.4 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid meramal kepolaran molekul BF3, NH3 dan CCl4 daripada bentuk dan keelektronegatifan, serta menyatakan polar atau bukan polar.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang ikatan kovalen; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 3.2.5, 3.2.6 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid membandingkan sifat sebatian ion dan kovalen dalam jadual dan menganalisis mengapa molekul nitrogen lengai dan bagaimana ikatan kovalen koordinat terbentuk dalam NH4+.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis ikatan kovalen; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 3.2.8, 3.2.9, 3.2.10 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Anda akan melukis struktur Lewis molekul dan ion, menerangkan pertindihan dan penghibridan orbital, meramal bentuk melalui teori VSEPR, serta mengaitkan kekutuban, panjang ikatan, kekuatan ikatan dan ikatan kovalen datif.
Pertindihan orbital: ikatan σ dan π
Ikatan kovalen terbentuk apabila orbital atom bertindih (overlap) dan berkongsi sepasang elektron. Pertindihan hujung ke hujung (head-on) membentuk ikatan sigma (σ) yang kuat; pertindihan sisi orbital p yang selari (side-on) membentuk ikatan pi (π) yang lebih lemah. Ikatan tunggal = 1σ; ganda dua = 1σ + 1π; ganda tiga = 1σ + 2π. Dalam etena, C ialah sp² dan orbital p tidak terhibrid membentuk ikatan π.
Prinsip VSEPR
- Pasangan elektron di petala valens atom pusat saling menolak dan menyusun diri sejauh mungkin.
- Tertib tolakan: pasangan bebas–pasangan bebas > pasangan bebas–pasangan ikatan > pasangan ikatan–pasangan ikatan.
- Setiap pasangan bebas mengecilkan sudut ikatan: CH₄ 109.5° > NH₃ 107° > H₂O 104.5°.
- Ikatan ganda dianggap satu kawasan elektron.
Kelengaian molekul nitrogen
Molekul N₂ mempunyai ikatan ganda tiga (1σ + 2π) yang pendek dan amat kuat (tenaga ikatan 944 kJ mol⁻¹). Tenaga yang sangat tinggi diperlukan untuk memutuskannya, dan molekul ini bukan polar, maka N₂ lengai (inert) pada suhu bilik. Proses Haber memerlukan mangkin ferum, suhu sekitar 450 °C dan tekanan tinggi untuk bertindak balas.
Ikatan kovalen datif (coordinate covalent bond)
- Kedua-dua elektron yang dikongsi datang daripada satu atom (penderma pasangan bebas) kepada atom yang mempunyai orbital kosong.
- NH₃ + H⁺ → NH₄⁺; H₂O + H⁺ → H₃O⁺.
- NH₃ + BF₃ → H₃N→BF₃ (B kekurangan elektron).
- Al₂Cl₆: Cl menderma pasangan bebas kepada Al; ion kompleks [Cu(NH₃)₄]²⁺.
- Setelah terbentuk, ikatan datif sama dengan ikatan kovalen biasa (cth empat ikatan N–H dalam NH₄⁺ serupa).
Standard Pembelajaran (2)
- 3.3.1Describe metallic bonding in terms of lattice of positive ions surrounded by delocalised electrons;
- 3.3.2Explain qualitatively the factors that affect the strength of metallic bonding.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid menyebut maksud ikatan logam dan melabel rajah kekisi ion positif dengan lautan elektron.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang ikatan logam.
SP disasar: 3.3.1 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid menerangkan sifat logam (kekonduksian, kemuluran) dengan model lautan elektron.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang ikatan logam; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 3.3.1 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid meramal susunan kekuatan ikatan logam bagi Na, Mg dan Al berdasarkan cas ion dan bilangan elektron delokal.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang ikatan logam; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 3.3.2 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid menganalisis data takat lebur logam kumpulan 1 dan kala 3 dan menjelaskan faktor yang mempengaruhi kekuatan ikatan logam.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis ikatan logam; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 3.3.2 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Anda akan memerihalkan ikatan logam (metallic bonding) sebagai kekisi ion positif yang dikelilingi elektron dinyahsetempat, dan menerangkan faktor yang mempengaruhi kekuatan ikatan logam.
Model ikatan logam
Dalam logam, atom melepaskan elektron valens yang menjadi elektron dinyahsetempat (delocalised electrons) dan bergerak bebas di seluruh struktur. Ion logam positif tersusun dalam kekisi (lattice) yang teratur. Ikatan logam ialah daya tarikan elektrostatik antara kekisi ion positif dengan 'lautan' elektron dinyahsetempat.
Standard Pembelajaran (4)
- 3.4.1Describe van der Waals forces;
- 3.4.2Explain the effect of van der Waals forces on boiling point and solubility;
- 3.4.3Describe intermolecular and intramolecular hydrogen bondings;
- 3.4.4Explain the effect of hydrogen bonding on boiling point and solubility.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid menyenaraikan jenis daya van der Waals (dwikutub-dwikutub, London) dan ikatan hidrogen dengan contoh molekul pada kad.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang daya antara molekul.
SP disasar: 3.4.1, 3.4.3 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid menerangkan terbitan dwikutub serta-merta dalam gas adi dan mengapa daya London bertambah dengan saiz molekul.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang daya antara molekul; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 3.4.1, 3.4.2 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid membandingkan takat didih H2O, H2S, HF dan HCl daripada graf, dan menjelaskan anomali berdasarkan ikatan hidrogen.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang daya antara molekul; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 3.4.4 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid menganalisis keterlarutan etanol, heksana dan air dan menjustifikasi peranan ikatan hidrogen antara molekul dan intramolekul.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis daya antara molekul; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 3.4.2, 3.4.3, 3.4.4 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Unit ini menerangkan daya antara molekul (intermolecular forces), iaitu daya van der Waals dan ikatan hidrogen, serta kesannya terhadap takat didih dan keterlarutan bahan.
Istilah utama
- Daya van der Waals (van der Waals forces)
- Daya tarikan lemah antara molekul yang terhasil daripada dipol, merangkumi daya dipol sementara-dipol aruhan, dipol kekal-dipol kekal dan dipol kekal-dipol aruhan.
- Daya serakan London (London dispersion forces)
- Daya tarikan antara dipol sementara dengan dipol aruhan; wujud dalam SEMUA molekul, termasuk molekul tak berkutub.
- Dipol kekal (permanent dipole)
- Taburan cas tidak sekata yang tetap dalam molekul berkutub, cth HCl (Hδ+ dan Clδ−).
- Ikatan hidrogen (hydrogen bond)
- Daya tarikan antara atom H yang terikat secara kovalen kepada atom sangat elektronegatif (N, O atau F) dengan pasangan elektron bebas pada atom N, O atau F yang lain.
- Ikatan hidrogen antara molekul (intermolecular hydrogen bonding)
- Ikatan hidrogen yang terbentuk di antara dua molekul berasingan, cth antara molekul H₂O.
- Ikatan hidrogen dalam molekul (intramolecular hydrogen bonding)
- Ikatan hidrogen yang terbentuk di antara dua kumpulan dalam molekul yang SAMA, cth dalam 2-nitrofenol.
Faktor kekuatan daya van der Waals dan kesannya
- Saiz molekul / bilangan elektron bertambah: awan elektron lebih mudah dikutubkan (polarisable), daya serakan lebih kuat, takat didih lebih tinggi. Cth takat didih: F₂ < Cl₂ < Br₂ < I₂; CH₄ < C₂H₆ < C₃H₈.
- Luas permukaan sentuhan: molekul rantai lurus mempunyai luas sentuhan lebih besar daripada isomer bercabang. Cth n-pentana (36 °C) > 2,2-dimetilpropana (10 °C), walaupun jisim molar sama (72 g mol⁻¹).
- Kekutuban: bagi molekul yang hampir sama saiz, molekul berkutub mempunyai daya dipol kekal tambahan, maka takat didih lebih tinggi.
- Keterlarutan: 'serupa melarutkan serupa' (like dissolves like). Bahan tak berkutub (cth I₂, lemak) larut dalam pelarut tak berkutub (heksana, CCl₄) kerana daya van der Waals baharu antara zat terlarut dan pelarut setanding dengan daya yang dipecahkan.
- Bahan tak berkutub tidak larut dalam air kerana tidak dapat memecahkan ikatan hidrogen yang kuat antara molekul air.
Ikatan hidrogen dan keterlarutan
Bahan yang dapat membentuk ikatan hidrogen dengan air seperti NH₃, etanol, etanoik asid dan glukosa sangat larut dalam air. Bagi alkohol, keterlarutan berkurang apabila rantai alkil bertambah panjang kerana bahagian hidrokarbon yang tak berkutub semakin besar. Ikatan hidrogen juga menyebabkan ais kurang tumpat daripada air kerana molekul H₂O tersusun dalam kekisi terbuka.
Tahukah anda?
Dua bebenang DNA disatukan oleh ikatan hidrogen antara pasangan bes. Ikatan ini cukup lemah untuk dibuka semasa replikasi tetapi cukup kuat untuk mengekalkan struktur heliks ganda dua.
Semester 1Periodic Table: Periodicity
Standard Pembelajaran (6)
- 4.1.1Explain the trend of atomic radii;
- 4.1.2Explain the trend of melting points in terms of structure and bonding;
- 4.1.3Explain the trend of electrical conductivities by applying the concept of band theory;
- 4.1.4Differentiate conductor, semi-conductor and non-conductor by using band gap;
- 4.1.5Explain the trend of first ionisation energies;
- 4.1.6Deduce the electronic configuration and group of unknown elements based on successive values of ionisation energies.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid melabel graf jejari atom dan tenaga pengionan pertama Na hingga Ar serta menyebut arah trend pada kad.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang sifat atom dan fizikal unsur kala 3.
SP disasar: 4.1.1, 4.1.5 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid menerangkan trend titik lebur Na hingga Ar berdasarkan struktur dan jenis ikatan.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang sifat atom dan fizikal unsur kala 3; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 4.1.2 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid menentukan kumpulan unsur tidak dikenali daripada nilai tenaga pengionan berturutan yang diberi.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang sifat atom dan fizikal unsur kala 3; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 4.1.6 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid membezakan konduktor, semikonduktor dan bukan konduktor menggunakan teori jalur dan jurang jalur dan menganalisis kekonduksian aluminium, silikon dan sulfur.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis sifat atom dan fizikal unsur kala 3; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 4.1.3, 4.1.4 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Unit ini menerangkan trend jejari atom, takat lebur, kekonduksian elektrik dan tenaga pengionan unsur Kala 3 (Na hingga Ar), serta cara menentukan kumpulan unsur daripada tenaga pengionan berturutan.
Trend takat lebur mengikut struktur dan ikatan
- Na → Mg → Al: takat lebur meningkat kerana bilangan elektron dinyahsetempat (1, 2, 3) bertambah dan jejari kation berkurang, maka ikatan logam semakin kuat.
- Si: takat lebur paling tinggi kerana struktur kovalen gergasi; banyak ikatan kovalen Si–Si yang kuat perlu dipecahkan.
- P₄, S₈, Cl₂, Ar: takat lebur rendah kerana molekul ringkas; hanya daya van der Waals yang lemah perlu diatasi.
- S₈ > P₄ > Cl₂ > Ar: molekul lebih besar (lebih banyak elektron) memberi daya serakan London lebih kuat.
Teori jalur (band theory)
Dalam pepejal, orbital atom bergabung membentuk jalur tenaga. Jalur valens (valence band) diisi elektron valens; jalur konduksi (conduction band) ialah jalur kosong atau separa penuh yang membolehkan elektron bergerak bebas. Jurang jalur (band gap) ialah beza tenaga antara kedua-dua jalur. Bagi logam Na, Mg dan Al, jalur valens bertindih dengan jalur konduksi, maka elektron bergerak bebas. Kekonduksian bertambah dari Na ke Al kerana bilangan elektron dinyahsetempat bagi setiap atom bertambah. Si ialah semikonduktor kerana jurang jalurnya kecil (kira-kira 1.1 eV); kekonduksiannya bertambah apabila suhu meningkat. P, S, Cl dan Ar ialah penebat kerana jurang jalur sangat besar dan semua elektron disetempatkan dalam ikatan kovalen atau atom.
Trend tenaga pengionan pertama
- Trend umum: meningkat dari Na ke Ar kerana cas nukleus berkesan bertambah dan jejari atom berkurang.
- Penurunan Mg → Al: elektron Al dikeluarkan dari orbital 3p yang bertenaga lebih tinggi dan dilindungi oleh elektron 3s.
- Penurunan P → S: elektron S dikeluarkan dari orbital 3p yang berpasangan; tolakan antara elektron berpasangan memudahkan penyingkirannya. P mempunyai susunan 3p³ separuh penuh yang stabil.
- Ar mempunyai tenaga pengionan pertama tertinggi dalam Kala 3.
Standard Pembelajaran (2)
- 4.2.1Describe the reaction of elements with limited and excess oxygen;
- 4.2.2Explain the reactivity of metals with oxygen.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid menyenaraikan oksida bagi Na, Mg, Al, Si, P dan S dengan formula serta warna nyalaan apabila dibakar.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang tindak balas unsur kala 3 dengan oksigen.
SP disasar: 4.2.1 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid menulis persamaan tindak balas fosforus dan sulfur dengan oksigen terhad dan berlebihan dan menerangkan perbezaan hasil.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang tindak balas unsur kala 3 dengan oksigen; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 4.2.1 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid meramal kereaktifan logam Na, Mg dan Al terhadap oksigen berdasarkan tenaga pengionan dan menyusun mengikut kereaktifan.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang tindak balas unsur kala 3 dengan oksigen; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 4.2.2 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid menganalisis data pembakaran unsur kala 3 dan menjustifikasi trend kereaktifan merentasi kala.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis tindak balas unsur kala 3 dengan oksigen; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 4.2.1, 4.2.2 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Unit ini menerangkan tindak balas unsur Kala 3 dengan oksigen terhad dan berlebihan serta kereaktifan logam Kala 3 terhadap oksigen.
Perkara penting
- Nombor pengoksidaan tertinggi dalam oksida meningkat merentasi kala: Na₂O (+1), MgO (+2), Al₂O₃ (+3), SiO₂ (+4), P₄O₁₀ (+5), SO₃ (+6).
- Unsur yang mempunyai lebih daripada satu nombor pengoksidaan (P, S) membentuk oksida berbeza bergantung kepada bekalan oksigen.
- Natrium yang dipanaskan dalam oksigen berlebihan membentuk natrium peroksida, Na₂O₂, yang mengandungi ion O₂²⁻.
Tahukah anda?
Walaupun aluminium agak reaktif, tingkap dan tin minuman aluminium tidak berkarat kerana lapisan Al₂O₃ setebal beberapa nanometer melindungi logam di bawahnya. Proses penganodan menebalkan lapisan ini.
Standard Pembelajaran (4)
- 4.3.1Describe the reaction of the oxides with water;
- 4.3.2Explain the acidic and basic properties of the oxides;
- 4.3.3Deduce the oxides as basic, amphoteric or acidic based on their reactions with acid and/or base;
- 4.3.4Explain the usage of sulphur dioxide in food preservation.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid memadankan oksida kala 3 dengan sifatnya (bes, amfoterik, asid) pada kad dan menyenaraikan hasil tindak balas dengan air.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang sifat asid dan bes oksida kala 3.
SP disasar: 4.3.1, 4.3.2 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid menerangkan sifat asid dan bes oksida berdasarkan jenis ikatan dan tindak balasnya dengan air.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang sifat asid dan bes oksida kala 3; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 4.3.1, 4.3.2 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid menentukan sifat oksida tidak dikenali melalui tindak balas dengan asid dan alkali dan menyimpulkan sama ada bes, amfoterik atau asid.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang sifat asid dan bes oksida kala 3; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 4.3.3 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid menilai penggunaan sulfur dioksida sebagai bahan pengawet makanan, kelebihan dan risikonya, berdasarkan sifat kimianya.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis sifat asid dan bes oksida kala 3; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 4.3.4 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Unit ini menerangkan tindak balas oksida Kala 3 dengan air, sifat asid-bes oksida tersebut, cara mendeduksi oksida bes, amfoterik atau asid, dan penggunaan sulfur dioksida dalam pengawetan makanan.
Sulfur dioksida dalam pengawetan makanan
- SO₂ dan garam sulfit (cth natrium sulfit) ditambah kepada buah kering, jus buah, jem dan wain (kod bahan tambah E220 bagi SO₂).
- Bertindak sebagai agen antimikrob: merencat pertumbuhan bakteria, yis dan kulat.
- Bertindak sebagai antioksidan / agen penurunan: SO₂ dioksidakan terlebih dahulu, maka mencegah pengoksidaan dan pemerangan (browning) makanan.
- Batasan: sesetengah individu, terutama penghidap asma, sensitif terhadap sulfit; kandungannya dihadkan dan mesti dinyatakan pada label.
Tahukah anda?
Silikon dioksida tidak larut dalam air tetapi masih dikelaskan sebagai oksida asid kerana ia bertindak balas dengan natrium hidroksida pekat panas membentuk natrium silikat. Larutan NaOH disimpan dalam botol plastik kerana ia perlahan-lahan menghakis kaca.
Semester 1Group 2
Standard Pembelajaran (4)
- 5.1.1Compare the reactivity of elements towards oxygen and water;
- 5.1.2Compare the reactivity of the oxides with water;
- 5.1.3Explain qualitatively the thermal decomposition of carbonates, hydroxides and nitrates in terms of charge density of cations and polarisability of anions;
- 5.1.4Explain qualitatively the solubility of sulphates in terms of enthalpy of hydration and lattice energy.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid menyenaraikan unsur Kumpulan 2 dan menyebut trend kereaktifan terhadap oksigen dan air pada kad.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang unsur dan sebatian Kumpulan 2.
SP disasar: 5.1.1 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid menerangkan trend kereaktifan oksida Kumpulan 2 dengan air dan kestabilan terma karbonat, hidroksida dan nitrat.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang unsur dan sebatian Kumpulan 2; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 5.1.2, 5.1.3 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid meramal pemendapan sulfat Kumpulan 2 menggunakan entalpi penghidratan dan tenaga kekisi, dan menerangkan trend keterlarutan.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang unsur dan sebatian Kumpulan 2; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 5.1.4 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid menganalisis data suhu penguraian karbonat Be hingga Ba dan menjelaskan trend berdasarkan kuasa pengutuban kation.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis unsur dan sebatian Kumpulan 2; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 5.1.3 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Unit ini membandingkan kereaktifan unsur Kumpulan 2 terhadap oksigen dan air, kereaktifan oksidanya dengan air, penguraian terma karbonat, hidroksida dan nitrat, serta keterlarutan sulfat.
Oksida Kumpulan 2 dengan air
- Persamaan am: MO + H₂O → M(OH)₂.
- BeO: tidak bertindak balas dengan air (amfoterik).
- MgO: bertindak balas sangat sedikit; Mg(OH)₂ sedikit larut, pH kira-kira 9.
- CaO (kapur tohor): bertindak balas cergas dan eksotermik membentuk Ca(OH)₂ (kapur mati), pH kira-kira 12.
- SrO dan BaO: bertindak balas lebih cergas; hidroksida lebih larut, larutan lebih beralkali.
- Kesimpulan: kereaktifan oksida dengan air, keterlarutan hidroksida dan kealkalian larutan bertambah menuruni kumpulan.
Keterlarutan sulfat: entalpi penghidratan dan tenaga kekisi
Keterlarutan sulfat Kumpulan 2 berkurang menuruni kumpulan: MgSO₄ larut, CaSO₄ sedikit larut, SrSO₄ dan BaSO₄ tidak larut. Entalpi pelarutan, ΔH(larutan) = ΣΔH(penghidratan) − ΔH(kekisi), dengan tenaga kekisi bertanda negatif (pembentukan kekisi daripada ion gas). Ion SO₄²⁻ sangat besar, maka jumlah jejari (r⁺ + r⁻) hampir tidak berubah apabila kation bertambah besar; tenaga kekisi berkurang sedikit sahaja. Sebaliknya, entalpi penghidratan kation berkurang dengan ketara (kurang eksotermik) kerana ketumpatan cas kation berkurang. Oleh itu ΔH(larutan) menjadi semakin endotermik menuruni kumpulan dan keterlarutan berkurang.
Standard Pembelajaran (1)
- 5.2.1State the usage of Group 2 compounds in agriculture, industry and medicine.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid memadankan sebatian Kumpulan 2 (kapur, magnesium hidroksida, kalsium oksida) dengan kegunaan dalam pertanian, industri dan perubatan.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang kegunaan sebatian Kumpulan 2.
SP disasar: 5.2.1 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid menerangkan sebab magnesium hidroksida digunakan sebagai antasid dan kapur dalam pertanian.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang kegunaan sebatian Kumpulan 2; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 5.2.1 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid menghubungkan sifat bes sebatian Kumpulan 2 dengan kegunaannya dalam menyahasid tanah dan air limbah.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang kegunaan sebatian Kumpulan 2; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 5.2.1 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menilai
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid menilai pilihan sebatian Kumpulan 2 yang paling sesuai untuk tiga situasi (tanah berasid, antasid, simen) dan menyatakan alasan.
Bukti hasil kerja: Justifikasi bertulis tentang kegunaan sebatian Kumpulan 2 dengan rubrik ringkas: kriteria, bukti dan keputusan.
SP disasar: 5.2.1 · Latihan sepadan: aras Menilai
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Unit ini menyatakan penggunaan sebatian Kumpulan 2 dalam bidang pertanian, perindustrian dan perubatan.
Tahukah anda?
Ion Ba²⁺ terlarut adalah toksik, tetapi BaSO₄ selamat ditelan sebagai hidangan barium kerana keterlarutannya amat rendah, maka hampir tiada ion Ba²⁺ diserap ke dalam darah.
Semester 1Group 14
Standard Pembelajaran (2)
- 6.1.1Explain the trend of melting points in terms of structure and bonding;
- 6.1.2Explain the trend of electrical conductivities by applying the concept of band theory.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid menyenaraikan unsur Kumpulan 14 (C, Si, Ge, Sn, Pb) dengan struktur dan jenis ikatan.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang sifat fizikal unsur Kumpulan 14.
SP disasar: 6.1.1 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid menerangkan trend takat lebur dari karbon hingga plumbum berdasarkan struktur dan ikatan.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang sifat fizikal unsur Kumpulan 14; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 6.1.1 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid menyusun kekonduksian elektrik unsur Kumpulan 14 daripada graf dan menerangkan peralihan bukan logam kepada logam menggunakan teori jalur.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang sifat fizikal unsur Kumpulan 14; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 6.1.2 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid menganalisis data takat lebur dan kekonduksian Kumpulan 14 dan menjelaskan anomali plumbum dan timah.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis sifat fizikal unsur Kumpulan 14; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 6.1.1, 6.1.2 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Unit ini menerangkan trend takat lebur dan kekonduksian elektrik unsur Kumpulan 14 (C, Si, Ge, Sn, Pb) berdasarkan struktur, ikatan dan teori jalur.
Kekonduksian elektrik dan teori jalur
- Kekonduksian bertambah menuruni kumpulan kerana jurang jalur berkurang apabila saiz atom bertambah.
- Intan: jurang jalur sangat besar (kira-kira 5.5 eV), semua elektron disetempatkan dalam ikatan kovalen, maka penebat. (Grafit mengkonduksi kerana elektron dinyahsetempat antara lapisan, tetapi trend kumpulan dibincangkan menggunakan intan.)
- Si (kira-kira 1.1 eV) dan Ge (kira-kira 0.7 eV): jurang jalur kecil, semikonduktor; kekonduksian bertambah apabila suhu naik.
- Sn dan Pb: jalur valens dan jalur konduksi bertindih, elektron bergerak bebas, konduktor.
- Sifat berubah dari bukan logam (C) → metaloid (Si, Ge) → logam (Sn, Pb).
Standard Pembelajaran (5)
- 6.2.1Describe bonding and molecular shapes of tetrachlorides;
- 6.2.2Explain volatility of tetrachlorides in terms of structure and bonding;
- 6.2.3Explain hydrolysis of tetrachlorides in terms of structure and bonding;
- 6.2.4Explain bonding and acid-base properties of +2 and +4 oxides down the group;
- 6.2.5Compare acid-base properties between +2 and +4 oxides of the same elements.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid melukis bentuk molekul tetraklorida Kumpulan 14 (CCl4, SiCl4, GeCl4) dan menyebut jenis ikatan.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang tetraklorida dan oksida Kumpulan 14.
SP disasar: 6.2.1 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid menerangkan kemeruapan tetraklorida dan hidrolisis SiCl4 tetapi bukan CCl4 berdasarkan orbital d yang kosong.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang tetraklorida dan oksida Kumpulan 14; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 6.2.2, 6.2.3 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid menulis persamaan tindak balas hidrolisis tetraklorida dan sifat asid-bes oksida +2 dan +4 daripada CO2, SiO2, SnO dan PbO2.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang tetraklorida dan oksida Kumpulan 14; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 6.2.3, 6.2.4 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid membandingkan sifat asid-bes oksida +2 dengan +4 bagi unsur yang sama dan menjustifikasi perubahan sifat menuruni kumpulan.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis tetraklorida dan oksida Kumpulan 14; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 6.2.4, 6.2.5 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Unit ini menerangkan ikatan, bentuk molekul, kemeruapan dan hidrolisis tetraklorida Kumpulan 14, serta ikatan dan sifat asid-bes oksida +2 dan +4.
Kemeruapan tetraklorida
Tetraklorida Kumpulan 14 terdiri daripada molekul ringkas yang tak berkutub. Antara molekul hanya wujud daya van der Waals (daya serakan London) yang lemah, maka hanya sedikit tenaga diperlukan untuk memisahkan molekul. Oleh itu tetraklorida ialah cecair yang meruap pada suhu bilik (cth takat didih CCl₄ 77 °C, SnCl₄ 114 °C). Ikatan kovalen M–Cl dalam molekul tidak dipecahkan semasa mendidih. PbCl₄ tidak stabil dan terurai apabila dipanaskan.
Trend dan perbandingan sifat asid-bes oksida
- Menuruni kumpulan: sifat logam bertambah, ikatan oksida berubah daripada kovalen kepada lebih ion, maka oksida berubah daripada asid kepada amfoterik / lebih bes.
- Oksida asid dengan bes: CO₂ + 2NaOH → Na₂CO₃ + H₂O; SiO₂ + 2NaOH → Na₂SiO₃ + H₂O.
- Oksida amfoterik dengan asid: SnO + 2HCl → SnCl₂ + H₂O; PbO + 2HNO₃ → Pb(NO₃)₂ + H₂O.
- Oksida amfoterik dengan bes: SnO + 2NaOH → Na₂SnO₂ + H₂O; PbO + 2NaOH → Na₂PbO₂ + H₂O; SnO₂ + 2NaOH → Na₂SnO₃ + H₂O.
- Unsur yang sama: oksida +4 lebih berasid daripada oksida +2. Ion M⁴⁺ (hipotesis) mempunyai ketumpatan cas lebih tinggi dan sangat mengutubkan O²⁻, maka ikatan lebih kovalen. Cth SnO₂ lebih asid daripada SnO; PbO lebih bes daripada PbO₂.
Standard Pembelajaran (2)
- 6.3.1Explain thermal stability of +2 and +4 oxides and chlorides down the group;
- 6.3.2Compare thermal stability between +2 and +4 oxides and chlorides of the same elements.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid menyenaraikan oksida dan klorida Kumpulan 14 pada keadaan pengoksidaan +2 dan +4 serta menyebut kestabilan terma pada kad.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang kestabilan relatif keadaan pengoksidaan +2 dan +4.
SP disasar: 6.3.1 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid menerangkan trend kestabilan terma oksida dan klorida +2 dan +4 menuruni kumpulan, dengan merujuk kesan pasangan lengai.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang kestabilan relatif keadaan pengoksidaan +2 dan +4; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 6.3.1 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid meramal arah tindak balas PbO2 dengan HCl pekat berdasarkan kestabilan relatif Pb(IV) dan Pb(II) dan menulis persamaan.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang kestabilan relatif keadaan pengoksidaan +2 dan +4; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 6.3.2 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid membandingkan kestabilan terma CO, CO2, SnCl2, SnCl4, PbCl2 dan PbCl4 dalam jadual dan menganalisis hujah berasaskan kesan pasangan lengai.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis kestabilan relatif keadaan pengoksidaan +2 dan +4; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 6.3.1, 6.3.2 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Unit ini menerangkan kestabilan terma relatif keadaan pengoksidaan +2 dan +4 bagi oksida dan klorida unsur Kumpulan 14 menuruni kumpulan dan bagi unsur yang sama.
Perbandingan +2 dan +4 bagi unsur yang sama
- C, Si, Ge, Sn: sebatian +4 lebih stabil terhadap haba daripada sebatian +2.
- Pb: sebatian +2 lebih stabil; PbO lebih stabil daripada PbO₂, PbCl₂ lebih stabil daripada PbCl₄.
- PbO₂ dan PbCl₄ terurai apabila dipanaskan membebaskan O₂ atau Cl₂, maka bertindak sebagai agen pengoksidaan.
- SnCl₂ dan CO bertindak sebagai agen penurunan kerana cenderung berubah kepada keadaan +4 yang lebih stabil.
Semester 1Group 17
Standard Pembelajaran (3)
- 7.1.1Explain the order of reactivity of the elements with hydrogen;
- 7.1.2Explain the relative thermal stability of the hydrides;
- 7.1.3Compare the reactions of chlorine with cold and hot aqueous sodium hydroxide.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid menyenaraikan unsur Kumpulan 17 dan menyebut keadaan fizikal serta warna pada suhu bilik pada kad.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang sifat kimia unsur Kumpulan 17.
SP disasar: 7.1.1 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid menerangkan susunan kereaktifan halogen dengan hidrogen dan kestabilan terma hidrida halogen.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang sifat kimia unsur Kumpulan 17; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 7.1.1, 7.1.2 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid menulis persamaan tindak balas klorin dengan natrium hidroksida sejuk dan panas, dan menentukan nombor pengoksidaan klorin dalam hasil.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang sifat kimia unsur Kumpulan 17; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 7.1.3 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid menganalisis tenaga ikatan H-X dan menjelaskan trend kestabilan terma hidrida dari HF hingga HI.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis sifat kimia unsur Kumpulan 17; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 7.1.2 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Unit ini menerangkan tertib kereaktifan halogen (halogens) dengan hidrogen, kestabilan terma hidrida halogen (hydrogen halides) dan tindak balas klorin dengan natrium hidroksida sejuk dan panas.
Penerangan kestabilan terma
Menuruni kumpulan, saiz atom halogen bertambah, maka panjang ikatan H–X bertambah dan pertindihan orbital berkurang. Ikatan menjadi lebih lemah (tenaga ikatan berkurang), jadi kurang tenaga diperlukan untuk memutuskannya. Kestabilan terma: HF > HCl > HBr > HI.
Tahukah anda
Ion klorat(I), ClO⁻, sendiri mengalami penguraian berkadar apabila dipanaskan: 3ClO⁻ → 2Cl⁻ + ClO₃⁻. Itulah sebabnya hasil berbeza dalam larutan panas.
Standard Pembelajaran (2)
- 7.2.1Explain the reactions of halides with aqueous silver ion followed by aqueous ammonia;
- 7.2.2Explain the reactions of halides with concentrated sulphuric acid.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid memadankan warna mendakan halida dengan ion perak (AgCl putih, AgBr krim, AgI kuning) pada kad.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang sifat kimia halida.
SP disasar: 7.2.1 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid menerangkan keterlarutan mendakan perak halida dalam ammonia akueus menggunakan nilai Ksp dan pembentukan ion kompleks.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang sifat kimia halida; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 7.2.1 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid meramal hasil tindak balas NaCl, NaBr dan NaI dengan asid sulfurik pekat dan menulis persamaan setiap tindak balas.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang sifat kimia halida; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 7.2.2 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid menganalisis keputusan ujian untuk mengenal pasti halida tidak diketahui dalam tiga sampel dengan hujah.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis sifat kimia halida; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 7.2.1, 7.2.2 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Unit ini menerangkan tindak balas ion halida dengan ion argentum akueus diikuti ammonia akueus, serta tindak balas halida dengan asid sulfurik pekat.
Penerangan
Ag⁺(ak) + X⁻(ak) → AgX(p). Ammonia membentuk ion kompleks diamminaargentum(I): Ag⁺ + 2NH₃ ⇌ [Ag(NH₃)₂]⁺, lalu [Ag⁺] berkurang. Mendakan larut jika hasil darab ion [Ag⁺][X⁻] jatuh di bawah hasil darab keterlarutan (Ksp). Ksp: AgCl > AgBr > AgI, maka AgCl paling mudah larut dan AgI tidak larut walaupun dalam NH₃ pekat.
Kesimpulan kuasa penurunan
- Kuasa penurunan (reducing power) ion halida: I⁻ > Br⁻ > Cl⁻
- Ion lebih besar lebih mudah melepaskan elektron
- Semakin kuat penurun, semakin rendah nombor pengoksidaan S yang dicapai: +6 → +4 (SO₂) → 0 (S) → −2 (H₂S)
- HCl disediakan dengan H₂SO₄ pekat, tetapi HBr dan HI disediakan dengan asid fosforik(V) yang bukan pengoksida
Standard Pembelajaran (2)
- 7.3.1Explain the usage of chlorine in water treatment;
- 7.3.2Explain the usage of iodine as antiseptics.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid menyenaraikan kegunaan klorin dan iodin dalam kehidupan, seperti pengklorinan air dan antiseptik.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang aplikasi industri halogen dan sebatiannya.
SP disasar: 7.3.1, 7.3.2 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid menerangkan tindak balas klorin dengan air yang membentuk asid hipoklorus dan peranannya sebagai pembunuh kuman.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang aplikasi industri halogen dan sebatiannya; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 7.3.1 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid mengira kepekatan klorin yang diperlukan untuk merawat air kolam berdasarkan isi padu dan dos yang disyorkan.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang aplikasi industri halogen dan sebatiannya; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 7.3.1 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menilai
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid menilai kelebihan dan kelemahan klorin berbanding iodin sebagai agen pembasmi kuman dan memilih bahan terbaik untuk air minuman dan luka.
Bukti hasil kerja: Justifikasi bertulis tentang aplikasi industri halogen dan sebatiannya dengan rubrik ringkas: kriteria, bukti dan keputusan.
SP disasar: 7.3.1, 7.3.2 · Latihan sepadan: aras Menilai
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Unit ini menerangkan penggunaan klorin dalam rawatan air dan penggunaan iodin sebagai antiseptik.
Kebaikan dan perhatian klorin
- Murah dan berkesan pada kepekatan rendah (kira-kira 1 ppm atau kurang)
- Kesan berpanjangan dalam sistem pengagihan
- Klorin berlebihan memberi bau dan rasa serta boleh bertindak balas dengan bahan organik membentuk sebatian terklorin yang berbahaya
- HOCl lebih berkesan daripada OCl⁻, jadi pH air dikawal
Istilah
- Pembasmian kuman (disinfection)
- Pemusnahan mikroorganisma patogen dalam air atau pada permukaan
- Antiseptik (antiseptic)
- Bahan yang memusnahkan atau merencat mikroorganisma pada tisu hidup
Semester 1Transition Elements
Standard Pembelajaran (3)
- 8.1.1Define transition element;
- 8.1.2Explain the similarities in atomic radii and first ionisation energies;
- 8.1.3Compare qualitatively the atomic radius, first ionisation energy, melting point, and electrical conductivity between the first row of transition elements and calcium.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid menyatakan takrif unsur peralihan dan menyenaraikan unsur peralihan baris pertama pada jadual.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang sifat atom dan fizikal unsur peralihan baris pertama.
SP disasar: 8.1.1 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid menerangkan persamaan jejari atom dan tenaga pengionan pertama merentasi Sc hingga Zn berdasarkan perlindungan elektron 3d.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang sifat atom dan fizikal unsur peralihan baris pertama; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 8.1.2 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid melukis graf perbandingan unsur peralihan dengan Kumpulan 2 (jejari, tenaga pengionan, takat lebur, ketumpatan) dan menyatakan sifat berbeza.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang sifat atom dan fizikal unsur peralihan baris pertama; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 8.1.3 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid menganalisis sebab zink bukan unsur peralihan dan kalsium tidak membentuk ion berwarna menggunakan konfigurasi elektron.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis sifat atom dan fizikal unsur peralihan baris pertama; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 8.1.1, 8.1.3 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Unit ini mentakrifkan unsur peralihan (transition element) dan menerangkan sifat atom dan fizik unsur peralihan baris pertama berbanding kalsium.
Takrif unsur peralihan
Unsur peralihan ialah unsur blok-d yang membentuk sekurang-kurangnya satu ion stabil dengan subpetala d yang separuh terisi (partially filled d subshell). Baris pertama: Ti hingga Cu. Skandium (Sc³⁺: 3d⁰) dan zink (Zn²⁺: 3d¹⁰) ialah unsur blok-d tetapi bukan unsur peralihan.
Standard Pembelajaran (2)
- 8.2.1Explain various oxidation states of transition elements;
- 8.2.2Explain qualitatively the relative stability of various oxidation states of transition metal ions.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid menyenaraikan keadaan pengoksidaan lazim Cr, Mn, Fe dan Cu dengan warna ion dalam larutan.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang sifat kimia unsur peralihan baris pertama.
SP disasar: 8.2.1 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid menerangkan mengapa unsur peralihan mempunyai pelbagai keadaan pengoksidaan kerana tenaga hampir sama antara orbital 3d dan 4s.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang sifat kimia unsur peralihan baris pertama; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 8.2.1 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid meramal kestabilan relatif Fe2+ dan Fe3+ serta Mn2+ dan Mn7+ daripada konfigurasi elektron dan data E°.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang sifat kimia unsur peralihan baris pertama; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 8.2.2 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid menganalisis perubahan warna vanadium dalam keadaan pengoksidaan V(II) hingga V(V) dan menentukan agen penurunan dan pengoksidaan.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis sifat kimia unsur peralihan baris pertama; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 8.2.1, 8.2.2 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Unit ini menerangkan pelbagai keadaan pengoksidaan (oxidation states) unsur peralihan dan kestabilan relatif keadaan pengoksidaan ion logam peralihan secara kualitatif.
Mengapa banyak keadaan pengoksidaan
Tenaga subpetala 3d dan 4s sangat hampir. Oleh itu elektron 4s dan bilangan elektron 3d yang berbeza boleh dikeluarkan atau digunakan dalam ikatan tanpa lonjakan besar tenaga pengionan. Semua unsur (kecuali Sc) menunjukkan +2 (kehilangan dua elektron 4s). Keadaan maksimum bagi Ti hingga Mn = jumlah elektron 4s dan 3d: Ti +4, V +5, Cr +6, Mn +7.
Kestabilan relatif keadaan pengoksidaan
- Konfigurasi 3d⁵ (separuh penuh) dan 3d¹⁰ (penuh) lebih stabil
- Fe³⁺ (3d⁵) lebih stabil daripada Fe²⁺ (3d⁶); Fe²⁺ mudah dioksidakan oleh udara
- Mn²⁺ (3d⁵) lebih stabil daripada Mn³⁺ (3d⁴)
- Merentasi siri, keadaan +2 menjadi semakin stabil dan keadaan tertinggi menjadi pengoksida kuat
- Keadaan tinggi distabilkan oleh oksigen atau fluorin dalam oksoanion, cth MnO₄⁻ (+7), Cr₂O₇²⁻ (+6)
- Cu⁺ (3d¹⁰) tidak stabil dalam larutan akueus: 2Cu⁺ → Cu + Cu²⁺ kerana tenaga penghidratan Cu²⁺ yang tinggi
Standard Pembelajaran (4)
- 8.3.1Define complex ions and ligands;
- 8.3.2Identify the monodentate, bidentate and hexadentate ligands;
- 8.3.3Explain coordinate bond formation;
- 8.3.4Name neutral, cationic and anionic complexes according to the International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) nomenclature.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid memberi takrif ion kompleks dan ligan, dan memadankan ligan monodentat, bidentat dan heksadentat dengan contoh pada kad.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang tatanama dan ikatan kompleks.
SP disasar: 8.3.1, 8.3.2 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid menerangkan pembentukan ikatan kovalen koordinat antara ion pusat dan ligan dengan lukisan.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang tatanama dan ikatan kompleks; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 8.3.3 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid menamakan kompleks seperti [Cu(NH3)4]2+, [Fe(CN)6]3- dan [CoCl4]2- mengikut IUPAC dan menulis formula daripada nama.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang tatanama dan ikatan kompleks; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 8.3.4 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid menganalisis nombor koordinat dan cas kompleks bagi lima ligan berbeza, dan menjelaskan peranan EDTA sebagai ligan heksadentat.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis tatanama dan ikatan kompleks; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 8.3.2, 8.3.3 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Unit ini mentakrifkan ion kompleks (complex ions) dan ligan (ligands), mengenal pasti ligan monodentat, bidentat dan heksadentat, menerangkan pembentukan ikatan datif dan menamakan kompleks mengikut IUPAC.
Takrif
- Ion kompleks (complex ion)
- Ion yang terdiri daripada atom atau ion logam pusat yang terikat kepada satu atau lebih ligan melalui ikatan datif
- Ligan (ligand)
- Molekul atau ion yang mempunyai sekurang-kurangnya satu pasangan elektron bebas untuk didermakan kepada atom/ion logam pusat
- Nombor koordinatan (coordination number)
- Bilangan ikatan datif yang terbentuk dengan logam pusat
Peraturan penamaan
- Ligan dinamakan dahulu mengikut abjad (nama Inggeris), kemudian logam
- Awalan bilangan: di-, tri-, tetra-, penta-, heksa- (tidak diambil kira dalam abjad)
- Nama ligan: akua (H₂O), ammina (NH₃), karbonil (CO), kloro (Cl⁻), siano (CN⁻), hidrokso (OH⁻). Cadangan IUPAC 2005: klorido, sianido, hidroksido (chlorido, cyanido, hydroxido) — kedua-dua bentuk diterima
- Kompleks anionik: nama logam berakhiran -at (ferat, kuprat, kobaltat, kromat, manganat, zinkat)
- Nombor pengoksidaan logam dalam angka Roman dalam kurungan
Standard Pembelajaran (3)
- 8.4.1State the usage of chromium, cobalt, manganese and titanium;
- 8.4.2Explain the usage of Fe2+ or Fe3+ as homogeneous catalyst in the reaction between I− and S2O82−;
- 8.4.3Explain the usage of Ni as heterogeneous catalyst in hydrogenation of alkenes.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid menyenaraikan kegunaan kromium, kobalt, mangan dan titanium dalam industri pada kad.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang kegunaan unsur peralihan baris pertama.
SP disasar: 8.4.1 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid menerangkan bagaimana Fe2+ dan Fe3+ memangkin tindak balas antara I- dan S2O8 2- sebagai mangkin homogen.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang kegunaan unsur peralihan baris pertama; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 8.4.2 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid menerangkan peranan nikel sebagai mangkin heterogen dalam penghidrogenan alkena dengan lakaran permukaan mangkin.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang kegunaan unsur peralihan baris pertama; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 8.4.3 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid membandingkan mangkin homogen dan heterogen dalam jadual dan menganalisis kelebihan setiap satu dalam industri.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis kegunaan unsur peralihan baris pertama; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 8.4.2, 8.4.3 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Unit ini menyatakan kegunaan kromium, kobalt, mangan dan titanium serta menerangkan Fe²⁺/Fe³⁺ sebagai mangkin homogen (homogeneous catalyst) dan Ni sebagai mangkin heterogen (heterogeneous catalyst).
Semester 2States of Matter
Standard Pembelajaran (8)
- 9.1.1State Boyle’s law, Charles’ law and Avogadro’s law;
- 9.1.2Apply Boyle’s law, Charles’ law and Avogadro’s law in problem solving;
- 9.1.3Derive the ideal gas law;
- 9.1.4Apply the ideal gas law in problem solving including the determination of relative molecular mass and density;
- 9.1.5State the basic assumptions of the kinetic theory;
- 9.1.6Explain qualitatively the conditions necessary for a gas approaching the ideal behaviour;
- 9.1.7State Dalton’s law of partial pressures;
- 9.1.8Determine partial pressure of a gas and its composition using Dalton’s law of partial pressures.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid menyatakan hukum Boyle, Charles dan Avogadro serta hukum tekanan separa Dalton dengan formula pada kad.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang gas.
SP disasar: 9.1.1, 9.1.7 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid menerbitkan hukum gas unggul PV = nRT daripada tiga hukum gas dan menerangkan andaian teori kinetik.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang gas; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 9.1.3, 9.1.5 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid mengira jisim molekul relatif gas daripada data isi padu, tekanan dan suhu serta tekanan separa gas dalam campuran menggunakan hukum Dalton.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang gas; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 9.1.2, 9.1.4, 9.1.8 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid menganalisis graf PV/nRT melawan tekanan bagi gas sebenar dan menjelaskan syarat untuk gas menghampiri kelakuan unggul.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis gas; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 9.1.6 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Unit ini meliputi hukum gas (gas laws), persamaan gas unggul (ideal gas equation), teori kinetik, keadaan gas menghampiri kelakuan unggul dan hukum tekanan separa Dalton.
Andaian asas teori kinetik gas
- Gas terdiri daripada zarah yang bergerak secara rawak dan berterusan dalam garis lurus
- Isi padu zarah boleh diabaikan berbanding isi padu bekas
- Tiada daya tarikan atau tolakan antara zarah
- Perlanggaran antara zarah dan dinding bekas adalah kenyal sempurna (elastic)
- Tenaga kinetik purata zarah berkadar terus dengan suhu mutlak
Hukum tekanan separa Dalton (Dalton's law of partial pressures)
Bagi campuran gas yang tidak bertindak balas, jumlah tekanan ialah hasil tambah tekanan separa setiap gas: P = pA + pB + pC + .... Tekanan separa pA = xA × P, dengan pecahan mol xA = nA/n(jumlah). Contoh: 2.0 mol N₂ dan 3.0 mol O₂ pada jumlah tekanan 200 kPa: xN₂ = 2.0/5.0 = 0.40, pN₂ = 0.40 × 200 kPa = 80 kPa; pO₂ = 200 − 80 = 120 kPa.
Standard Pembelajaran (2)
- 9.2.1Explain vaporisation and vapour pressure of liquids by using simple kinetic theory and intermolecular forces;
- 9.2.2Compare boiling points of liquids in terms of intermolecular forces.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid menyebut maksud pengewapan dan tekanan wap dan memadankan istilah dengan takrifan pada kad.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang cecair.
SP disasar: 9.2.1 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid menerangkan pengewapan dan tekanan wap cecair menggunakan teori kinetik dan daya antara molekul dengan lakaran.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang cecair; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 9.2.1 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid membandingkan takat didih etanol, air dan etana daripada struktur dan daya antara molekul dalam jadual.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang cecair; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 9.2.2 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid menganalisis lengkung tekanan wap beberapa cecair dan menjustifikasi susunan takat didih berdasarkan daya antara molekul.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis cecair; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 9.2.1, 9.2.2 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Unit ini menerangkan pengewapan (vaporisation) dan tekanan wap (vapour pressure) cecair menggunakan teori kinetik ringkas dan daya antara molekul, serta membandingkan takat didih cecair.
Faktor tekanan wap
- Suhu meningkat: lebih banyak molekul bertenaga tinggi, tekanan wap bertambah
- Daya antara molekul lemah: molekul mudah terlepas, tekanan wap tinggi (cecair mudah meruap)
- Daya antara molekul kuat (cth ikatan hidrogen): tekanan wap rendah
- Tekanan wap tidak bergantung pada isi padu cecair atau luas bekas pada keseimbangan
Takat didih (boiling point)
Cecair mendidih apabila tekanan wapnya sama dengan tekanan luar. Semakin kuat daya antara molekul, semakin rendah tekanan wap dan semakin tinggi suhu diperlukan untuk mendidih. Kekuatan daya: ikatan hidrogen > daya dipol-dipol kekal > daya van der Waals (London) bagi molekul bersaiz setara; daya van der Waals bertambah dengan bilangan elektron dan luas permukaan molekul.
Standard Pembelajaran (4)
- 9.3.1Describe qualitatively the lattice structure of a crystalline solid: (i) metallic, as in copper
- 9.3.2Describe qualitatively the lattice structure of a crystalline solid: (ii) simple molecular, as in iodine
- 9.3.3Describe qualitatively the lattice structure of a crystalline solid: (iii) ionic, as in sodium chloride.
- 9.3.4Compare the allotropes of carbon in terms of structures, properties and usage.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid melabel struktur kekisi pepejal logam (kuprum), molekul ringkas (iodin) dan ion (natrium klorida) pada lembaran kerja.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang pepejal.
SP disasar: 9.3.1, 9.3.2, 9.3.3 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid menerangkan perbezaan sifat fizikal pepejal logam, molekul dan ion dengan jadual.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang pepejal; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 9.3.1, 9.3.2, 9.3.3 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid meramal sifat (takat lebur, kekonduksian) pepejal contoh berdasarkan jenis struktur kekisinya.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang pepejal; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 9.3.1, 9.3.2, 9.3.3 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid membandingkan alotrop karbon (grafit, berlian, fulerena) dalam jadual struktur, sifat dan kegunaan dan menganalisis alotrop sesuai untuk pelincir dan alat pemotong.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis pepejal; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 9.3.4 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Unit ini menghuraikan secara kualitatif struktur kekisi (lattice structure) pepejal hablur logam, molekul ringkas dan ion, serta membandingkan alotrop karbon (allotropes of carbon) dari segi struktur, sifat dan kegunaan.
Tahukah anda
Penemuan fulerena C₆₀ pada tahun 1985 oleh Kroto, Curl dan Smalley membawa kepada Hadiah Nobel Kimia 1996. Namanya diambil sempena arkitek Buckminster Fuller yang mereka kubah geodesik.
Semester 2Equilibria
Standard Pembelajaran (14)
- 10.1.1Explain a reversible reaction and dynamic equilibrium;
- 10.1.2Describe mass action law from stoichiometric equation;
- 10.1.3Deduce expressions for equilibrium constants Kc, and, Kp for homogeneous and heterogeneous systems, and the relationship between Kc and Kp;
- 10.1.4Determine the values of equilibrium constants from a given data;
- 10.1.5Determine the quantities present at equilibrium from a given data;
- 10.1.6State Le Chatelier’s principle;
- 10.1.7Explain the effect of concentration, pressure, temperature and catalysts on the chemical equilibrium such as in (i) synthesis of hydrogen iodide
- 10.1.8Explain the effect of concentration, pressure, temperature and catalysts on the chemical equilibrium such as in (ii) dissociation of dinitrogen tetroxide
- 10.1.9Explain the effect of concentration, pressure, temperature and catalysts on the chemical equilibrium such as in (iii) hydrolysis of simple esters
- 10.1.10Explain the effect of concentration, pressure, temperature and catalysts on the chemical equilibrium such as in (iv) contact process
- 10.1.11Explain the effect of concentration, pressure, temperature and catalysts on the chemical equilibrium such as in (v) Haber process
- 10.1.12Explain the effect of concentration, pressure, temperature and catalysts on the chemical equilibrium such as in (vi) Ostwald process.
- 10.1.13Explain the effect of temperature on equilibrium constant;
- 10.1.14Explain the effect of concentration of stratospheric ozone on the photodissociation of oxides of nitrogen.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid menyatakan maksud tindak balas berbalik, keseimbangan dinamik dan hukum tindakan jisim dengan contoh pada kad.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang keseimbangan kimia.
SP disasar: 10.1.1, 10.1.2, 10.1.6 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid menulis ungkapan Kc dan Kp bagi tindak balas homogen dan heterogen dan menerangkan maksud setiap sebutan.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang keseimbangan kimia; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 10.1.3 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid mengira nilai Kc dan kuantiti pada keseimbangan daripada data kepekatan awal dan akhir dengan jadual ICE.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang keseimbangan kimia; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 10.1.4, 10.1.5 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid menganalisis kesan perubahan kepekatan, tekanan, suhu dan mangkin pada keseimbangan proses Haber menggunakan prinsip Le Chatelier dan menjelaskan kesan suhu pada Kc.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis keseimbangan kimia; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 10.1.7, 10.1.13 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Unit ini membincangkan tindak balas berbalik (reversible reaction), keseimbangan dinamik (dynamic equilibrium), pemalar keseimbangan Kc dan Kp, prinsip Le Chatelier serta aplikasinya dalam proses industri dan kimia atmosfera.
Tindak balas berbalik dan keseimbangan dinamik
- Tindak balas berbalik: hasil boleh bertindak balas semula membentuk bahan tindak balas, ditulis dengan ⇌.
- Keseimbangan dinamik dicapai dalam sistem tertutup apabila kadar tindak balas ke hadapan = kadar tindak balas ke belakang.
- Pada keseimbangan, kepekatan bahan tindak balas dan hasil kekal malar (tetapi tidak semestinya sama).
- Ia dinamik kerana kedua-dua tindak balas masih berlaku secara berterusan pada peringkat molekul.
- Keseimbangan boleh dicapai dari arah mana-mana (bermula dengan bahan tindak balas atau hasil).
Hukum tindakan jisim (law of mass action)
Hukum tindakan jisim: pada suhu malar, kadar tindak balas berkadar terus dengan hasil darab kepekatan bahan tindak balas, setiap satu dikuasakan dengan pekali stoikiometrinya. Bagi aA + bB ⇌ cC + dD, pada keseimbangan: Kc = [C]ᶜ[D]ᵈ / [A]ᵃ[B]ᵇ. Bagi gas: Kp = (pC)ᶜ(pD)ᵈ / (pA)ᵃ(pB)ᵇ, dengan p = tekanan separa (partial pressure). Hubungan: Kp = Kc(RT)^Δn, Δn = mol gas hasil − mol gas bahan tindak balas, R = 8.31 J K⁻¹ mol⁻¹ (atau 0.0821 dm³ atm K⁻¹ mol⁻¹). Jika Δn = 0, Kp = Kc.
Pepejal dan cecair tulen dalam ungkapan K
Kepekatan pepejal tulen dan cecair tulen adalah malar, maka ia dimasukkan ke dalam nilai K dan tidak ditulis dalam ungkapan Kc atau Kp bagi sistem heterogen.
Prinsip Le Chatelier (Le Chatelier's principle)
Prinsip Le Chatelier: apabila suatu sistem dalam keseimbangan dikenakan perubahan keadaan (kepekatan, tekanan atau suhu), kedudukan keseimbangan akan beranjak ke arah yang mengurangkan atau menentang perubahan itu. Mangkin tidak mengubah kedudukan keseimbangan; ia hanya mempercepat masa untuk mencapai keseimbangan kerana kadar ke hadapan dan ke belakang ditingkatkan sama banyak.
Kesan suhu ke atas pemalar keseimbangan
Hanya suhu mengubah nilai K. Bagi tindak balas ke hadapan endotermik (ΔH positif), kenaikan suhu menambah K (lebih banyak hasil). Bagi tindak balas ke hadapan eksotermik (ΔH negatif), kenaikan suhu mengurangkan K. Perubahan kepekatan, tekanan atau mangkin tidak mengubah K, hanya kedudukan keseimbangan atau kadar mencapainya.
Standard Pembelajaran (10)
- 10.2.1Explain acids and bases using Arrhenius, BrØnsted-Lowry and Lewis theories;
- 10.2.2Identify conjugate acids and bases;
- 10.2.3Explain qualitatively the differences in dissociation of strong and weak acids and bases;
- 10.2.4Determine pH, pOH, Ka, pKa, Kb, pKb, Kw and pKw;
- 10.2.5Plot the titration curve for strong acid-strong base, strong acid-weak base and weak acid-strong base titrations;
- 10.2.6Explain the changes in pH during strong acid-strong base, strong acid-weak base and weak acid-strong base titrations;
- 10.2.7Identify suitable indicators for acid-base titrations;
- 10.2.8Explain buffer solutions;
- 10.2.9Determine the pH and pOH of buffer solutions;
- 10.2.10Explain the role of buffer solutions and their importance in controlling blood pH.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid memadankan teori asid dan bes (Arrhenius, Brønsted-Lowry, Lewis) dan mengenal pasti pasangan asid-bes konjugat daripada senarai.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang keseimbangan ion.
SP disasar: 10.2.1, 10.2.2 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid menerangkan perbezaan penceraian asid kuat dan lemah dan perubahan pH semasa pentitratan dengan lakaran lengkung.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang keseimbangan ion; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 10.2.3, 10.2.6 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid mengira pH asid lemak, pOH bes lemah dan pH larutan penimbal serta memilih penunjuk yang sesuai untuk pentitratan.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang keseimbangan ion; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 10.2.4, 10.2.7, 10.2.9 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid menganalisis lengkung pentitratan tiga jenis asid-bes dan menilai peranan larutan penimbal karbonat dalam mengawal pH darah.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis keseimbangan ion; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 10.2.5, 10.2.8, 10.2.10 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Unit ini menerangkan teori asid-bes, pasangan konjugat, kekuatan asid dan bes, pengiraan pH, pOH, Ka, Kb dan Kw, lengkung pentitratan dan penunjuk, serta larutan penimbal termasuk peranannya mengawal pH darah.
Pasangan asid-bes konjugat (conjugate acid-base pairs)
Pasangan konjugat berbeza sebanyak satu proton (H⁺). Dalam CH₃COOH + H₂O ⇌ CH₃COO⁻ + H₃O⁺: CH₃COOH (asid) dan CH₃COO⁻ (bes konjugat); H₂O (bes) dan H₃O⁺ (asid konjugat). Asid kuat mempunyai bes konjugat yang sangat lemah; asid lemah mempunyai bes konjugat yang lebih kuat. Air bersifat amfiprotik (amphiprotic): boleh bertindak sebagai asid atau bes.
Bes kuat dan bes lemah
Bes kuat seperti NaOH dan KOH mengion lengkap dalam air. Bes lemah seperti NH₃ hanya bertindak balas separa dengan air: NH₃ + H₂O ⇌ NH₄⁺ + OH⁻ (Kb = 1.8 × 10⁻⁵ mol dm⁻³).
Larutan penimbal (buffer solution)
Larutan penimbal menentang perubahan pH apabila sedikit asid atau bes ditambah, atau apabila dicairkan. Penimbal berasid: asid lemah + garamnya (CH₃COOH/CH₃COONa). H⁺ ditambah: CH₃COO⁻ + H⁺ → CH₃COOH. OH⁻ ditambah: CH₃COOH + OH⁻ → CH₃COO⁻ + H₂O. Penimbal berbes: bes lemah + garamnya (NH₃/NH₄Cl). Rumus Henderson-Hasselbalch: pH = pKa + log([garam]/[asid]); bagi penimbal berbes pOH = pKb + log([garam]/[bes]).
Standard Pembelajaran (5)
- 10.3.1Explain solubility product, Ksp;
- 10.3.2Determine Ksp from given concentrations and vice versa;
- 10.3.3Explain the common ion effect;
- 10.3.4Determine the possibility of precipitation from solutions of known concentrations;
- 10.3.5Describe industrial process for water softening based on the common ion effect.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid menulis ungkapan hasil darab keterlarutan (Ksp) bagi garam seperti AgCl, PbI2 dan Ca3(PO4)2.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang keseimbangan keterlarutan.
SP disasar: 10.3.1 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid menerangkan kesan ion sepunya pada keterlarutan garam dengan lakaran perubahan keseimbangan.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang keseimbangan keterlarutan; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 10.3.3 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid menentukan Ksp daripada keterlarutan yang diberi dan sebaliknya, dan meramal pemendapan apabila dua larutan dicampur menggunakan hasil darab ion.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang keseimbangan keterlarutan; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 10.3.2, 10.3.4 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid menganalisis proses pelembutan air keras dengan natrium karbonat dan menjelaskan peranan kesan ion sepunya.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis keseimbangan keterlarutan; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 10.3.3, 10.3.5 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Unit ini membincangkan keseimbangan keterlarutan (solubility equilibria) bagi garam yang sukar larut: hasil darab keterlarutan (Ksp), kesan ion sepunya (common ion effect), ramalan pemendakan dan proses melembutkan air dalam industri.
Hasil darab keterlarutan, Ksp
Bagi garam sukar larut dalam larutan tepu, wujud keseimbangan dinamik antara pepejal dengan ion terlarut. Contoh: AgCl(p) ⇌ Ag⁺(ak) + Cl⁻(ak). Hasil darab keterlarutan (solubility product), Ksp = [Ag⁺][Cl⁻], iaitu hasil darab kepekatan ion dalam larutan tepu, setiap satu dipangkatkan dengan pekali stoikiometrinya, pada suhu tertentu. Pepejal tidak dimasukkan dalam ungkapan. Ksp hanya berubah dengan suhu. Bagi MₓYᵧ(p) ⇌ xMʸ⁺ + yYˣ⁻, Ksp = [Mʸ⁺]ˣ[Yˣ⁻]ʸ.
Ramalan pemendakan
- Kira kepekatan setiap ion selepas larutan dicampur (isi padu jumlah berubah; cth isi padu sama dicampur, kepekatan menjadi separuh).
- Kira hasil darab ion Q.
- Q > Ksp: larutan lampau tepu, mendakan terbentuk.
- Q = Ksp: larutan tepu, tiada mendakan.
- Q < Ksp: larutan tak tepu, tiada mendakan.
Tahukah anda?
Air liat menyebabkan kerak CaCO₃ dalam dandang dan paip serta membazir sabun kerana ion Ca²⁺ membentuk kekat (scum).
Semester 2Reaction Kinetics
Standard Pembelajaran (3)
- 11.1.1State the rate equation;
- 11.1.2Determine the rate constant from initial rates;
- 11.1.3Deduce the initial rate from rate equation and experimental data.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid menulis persamaan kadar umum dan menyebut maksud pemalar kadar, tertib tindak balas dan kadar awal.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang hukum kadar.
SP disasar: 11.1.1 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid menerangkan bagaimana kadar awal ditentukan daripada graf kepekatan melawan masa menggunakan kecerunan tangen.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang hukum kadar; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 11.1.2, 11.1.3 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid menentukan tertib dan pemalar kadar tindak balas daripada data eksperimen kadar awal pada kepekatan berbeza.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang hukum kadar; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 11.1.2, 11.1.3 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid menganalisis tiga set data eksperimen dan menyimpulkan persamaan kadar yang paling konsisten dengan hujah.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis hukum kadar; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 11.1.2, 11.1.3 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Unit ini memperkenalkan hukum kadar (rate law): persamaan kadar, penentuan pemalar kadar k daripada kadar awal dan ramalan kadar awal daripada data eksperimen.
Persamaan kadar (rate equation)
Bagi tindak balas aA + bB → hasil, persamaan kadar ialah kadar = k[A]ᵐ[B]ⁿ. k ialah pemalar kadar (rate constant) yang hanya berubah dengan suhu dan kehadiran mangkin. m dan n ialah tertib (order) terhadap A dan B, ditentukan secara eksperimen dan TIDAK semestinya sama dengan pekali a dan b. Tertib keseluruhan = m + n.
Istilah penting
- kadar tindak balas (rate of reaction)
- perubahan kepekatan bahan atau hasil per unit masa, mol dm⁻³ s⁻¹
- tertib tindak balas (order of reaction)
- kuasa kepekatan sesuatu bahan dalam persamaan kadar
- pemalar kadar, k (rate constant)
- pemalar kekadaran dalam persamaan kadar; unitnya bergantung pada tertib keseluruhan
- kadar awal (initial rate)
- kadar pada t = 0, kecerunan tangen lengkung kepekatan-masa pada t = 0
Standard Pembelajaran (3)
- 11.2.1Explain qualitatively the effect of temperature on the rate of reaction by using collision theory;
- 11.2.2Explain the distribution of molecular energy at different temperatures by using the Maxwell-Boltzmann distribution curve;
- 11.2.3Explain the relationship between rate constant with activation energy and temperature using Arrhenius equation.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid menyebut maksud tenaga pengaktifan dan teori perlanggaran dalam satu ayat setiap satu.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang kesan suhu pada kinetik tindak balas.
SP disasar: 11.2.1 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid melukis taburan tenaga molekul Maxwell-Boltzmann pada dua suhu dan menerangkan peningkatan kadar tindak balas.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang kesan suhu pada kinetik tindak balas; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 11.2.1, 11.2.2 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid melukis graf ln k melawan 1/T daripada data eksperimen dan menentukan tenaga pengaktifan menggunakan persamaan Arrhenius.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang kesan suhu pada kinetik tindak balas; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 11.2.3 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid menganalisis mengapa kenaikan suhu sebanyak 10 °C boleh menggandakan kadar tindak balas dan menjustifikasi dengan graf Maxwell-Boltzmann.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis kesan suhu pada kinetik tindak balas; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 11.2.1, 11.2.2, 11.2.3 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Unit ini menerangkan kesan suhu terhadap kadar tindak balas menggunakan teori perlanggaran (collision theory), lengkung taburan Maxwell-Boltzmann dan persamaan Arrhenius.
Syarat perlanggaran berkesan
- Zarah mesti berlanggar.
- Tenaga perlanggaran ≥ tenaga pengaktifan, Ea (activation energy).
- Orientasi perlanggaran mesti betul.
- Kesan utama suhu ialah pertambahan pecahan perlanggaran bertenaga ≥ Ea, bukan sekadar pertambahan frekuensi perlanggaran.
Lengkung taburan Maxwell-Boltzmann
Lengkung memplot bilangan molekul melawan tenaga kinetik. Ciri: bermula dari asalan (tiada molekul bertenaga sifar), puncak pada tenaga paling kebarangkalian (most probable energy), tidak menyentuh paksi tenaga di hujung kanan. Luas di bawah lengkung = jumlah bilangan molekul. Luas di sebelah kanan Ea = molekul yang boleh bertindak balas. Pada suhu lebih tinggi (T₂ > T₁), lengkung lebih rendah dan lebar, puncak beranjak ke kanan, luas keseluruhan sama, tetapi luas di kanan Ea jauh bertambah.
Standard Pembelajaran (3)
- 11.3.1Explain the effect of catalysts on the rate of reactions;
- 11.3.2Describe the production of sulphuric acid using the following catalysts (i) oxides of nitrogen
- 11.3.3Describe the production of sulphuric acid using the following catalysts (ii) vanadium(V) oxide.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid menyatakan tiga ciri mangkin (tidak digunakan, menurunkan Ea, tidak mengubah kedudukan keseimbangan).
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang peranan mangkin dalam tindak balas.
SP disasar: 11.3.1 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid melukis profil tenaga dengan dan tanpa mangkin dan menerangkan kesan mangkin pada kadar tindak balas.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang peranan mangkin dalam tindak balas; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 11.3.1 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid menyusun peringkat proses sulfurik dengan mangkin oksida nitrogen dan vanadium(V) oksida pada carta alir dan menulis persamaan.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang peranan mangkin dalam tindak balas; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 11.3.2, 11.3.3 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid membandingkan penggunaan mangkin oksida nitrogen dengan V2O5 dalam penghasilan asid sulfurik dan menganalisis kelebihan setiap satu.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis peranan mangkin dalam tindak balas; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 11.3.2, 11.3.3 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Unit ini menerangkan peranan mangkin (catalyst) terhadap kadar tindak balas serta penggunaan mangkin oksida nitrogen dan vanadium(V) oksida dalam penghasilan asid sulfurik.
Bagaimana mangkin bertindak
Mangkin ialah bahan yang meningkatkan kadar tindak balas tanpa mengalami perubahan kimia kekal di akhir tindak balas. Mangkin menyediakan lintasan alternatif (alternative pathway) dengan tenaga pengaktifan lebih rendah. Pada lengkung Maxwell-Boltzmann, Ea baharu terletak di kiri, maka lebih banyak molekul mempunyai tenaga ≥ Ea dan frekuensi perlanggaran berkesan bertambah. Mangkin tidak mengubah ΔH, tidak mengubah kedudukan keseimbangan atau Kc, tetapi mempercepat pencapaian keseimbangan.
Tahukah anda?
SO₃ tidak dilarutkan terus dalam air kerana tindak balas yang sangat eksotermik menghasilkan kabus asid yang sukar dikondensasikan.
Standard Pembelajaran (3)
- 11.4.1Deduce the order of a reaction and the rate constant by the initial rate method and graphical methods;
- 11.4.2Propose the reaction mechanism with the observed kinetics;
- 11.4.3Calculate half-life (t½) and rate constant for first-order and second-order reactions.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid menyebut maksud tertib sifar, pertama dan kedua serta bentuk graf setiap tertib dalam jadual.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang tertib tindak balas dan pemalar kadar.
SP disasar: 11.4.1 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid menerangkan hubungan separuh hayat tertib pertama dan pemalar kadar menggunakan t½ = 0.693/k.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang tertib tindak balas dan pemalar kadar; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 11.4.3 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid menentukan tertib dan pemalar kadar daripada data kepekatan melawan masa secara graf, dan mengira separuh hayat tindak balas.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang tertib tindak balas dan pemalar kadar; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 11.4.1, 11.4.3 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Mencipta
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid mencadangkan mekanisme tindak balas berperingkat yang selaras dengan persamaan kadar yang diberi dan menjustifikasi langkah penentu kadar.
Bukti hasil kerja: Produk ciptaan murid tentang tertib tindak balas dan pemalar kadar; semak ketepatan konsep dan kekreatifan dengan rubrik.
SP disasar: 11.4.2 · Latihan sepadan: aras Mencipta
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Unit ini membincangkan penentuan tertib tindak balas dan pemalar kadar melalui kaedah kadar awal dan kaedah graf, cadangan mekanisme tindak balas, serta pengiraan separuh hayat bagi tindak balas tertib pertama dan kedua.
Mekanisme tindak balas (reaction mechanism)
Mekanisme ialah siri langkah asas (elementary steps). Langkah paling perlahan ialah langkah penentu kadar (rate-determining step). Persamaan kadar mengandungi hanya spesies yang terlibat dalam langkah penentu kadar (dan sebelumnya). Mekanisme yang dicadangkan mesti: (i) langkahnya dijumlah menjadi persamaan keseluruhan, (ii) selaras dengan persamaan kadar yang diperhatikan. Spesies perantaraan (intermediate) terbentuk dalam satu langkah dan digunakan dalam langkah lain.
Semester 2Chemical Energetics
Standard Pembelajaran (6)
- 12.1.1Explain endothermic reactions based on bond breaking and exothermic reactions based on bond forming;
- 12.1.2Define standard enthalpies of formation, combustion, hydration, solution, neutralisation and atomisation;
- 12.1.3Construct thermochemical equations for all enthalpies;
- 12.1.4Define bond energy, ionisation energy, electron affinity and lattice energy;
- 12.1.5Determine the heat change from experimental measurement using the relationship: q = mcθ;
- 12.1.6Determine ΔH from experimental data.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid memadankan takrif entalpi piawai (pembentukan, pembakaran, penghidratan, peneutralan) dengan istilah pada kad.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang perubahan entalpi.
SP disasar: 12.1.2, 12.1.4 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid menerangkan tindak balas endotermik dan eksotermik dari segi pemecahan dan pembentukan ikatan dengan gambar rajah aras tenaga.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang perubahan entalpi; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 12.1.1 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid menjalankan eksperimen peneutralan asid-alkali, mengukur perubahan suhu dan mengira haba menggunakan q = mcθ, kemudian menentukan ΔH.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang perubahan entalpi; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 12.1.3, 12.1.5, 12.1.6 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid menganalisis punca ralat dalam eksperimen kalorimeter dan mencadangkan penambahbaikan untuk nilai ΔH yang lebih tepat.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis perubahan entalpi; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 12.1.5, 12.1.6 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Unit ini menerangkan perubahan entalpi (enthalpy change): tindak balas endotermik dan eksotermik dari segi pemutusan dan pembentukan ikatan, definisi entalpi piawai, persamaan termokimia, tenaga ikatan dan tenaga kekisi, serta penentuan ΔH daripada eksperimen menggunakan q = mcθ.
Menulis persamaan termokimia
- Persamaan seimbang dengan keadaan fizik (p), (ce), (g), (ak).
- Nilai ΔH dengan tanda dan unit kJ mol⁻¹.
- Pekali disesuaikan dengan definisi: 1 mol sebatian (pembentukan), 1 mol bahan api (pembakaran), 1 mol air (peneutralan), 1 mol atom gas (pengatoman); pecahan seperti ½O₂ dibenarkan.
- Unsur dalam keadaan piawai, cth C(grafit), O₂(g), Br₂(ce).
Tenaga berkaitan ikatan dan ion
- tenaga ikatan (bond energy)
- tenaga purata diperlukan untuk memutuskan 1 mol ikatan kovalen dalam molekul gas menjadi atom gas; sentiasa positif
- tenaga pengionan (ionisation energy)
- tenaga diperlukan untuk menyingkirkan 1 mol elektron daripada 1 mol atom gas membentuk 1 mol ion gas bercas +1: Na(g) → Na⁺(g) + e⁻
- afiniti elektron (electron affinity)
- perubahan tenaga apabila 1 mol atom gas menerima 1 mol elektron membentuk 1 mol ion gas bercas −1: Cl(g) + e⁻ → Cl⁻(g), biasanya negatif
- tenaga kekisi (lattice energy)
- tenaga dibebaskan apabila 1 mol sebatian ion pepejal terbentuk daripada ion-ion gasnya: Na⁺(g) + Cl⁻(g) → NaCl(p), sentiasa negatif
Tahukah anda?
Haba peneutralan asid lemah seperti CH₃COOH kurang eksotermik daripada −57 kJ mol⁻¹ kerana sebahagian haba digunakan untuk mengionkan asid itu sepenuhnya.
Standard Pembelajaran (4)
- 12.2.1State Hess’s law;
- 12.2.2Apply Hess’s law to calculate ΔH° using (i) the energy level diagram
- 12.2.3Apply Hess’s law to calculate ΔH° using (ii) the energy cycle
- 12.2.4Apply Hess’s law to calculate ΔH° using (iii) the formula: ΔH° = ΣΔHf ° (products) − ΣΔHf ° (reactants).
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid menyatakan hukum Hess dengan contoh pada kad ringkas.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang hukum Hess.
SP disasar: 12.2.1 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid melukis gambar rajah aras tenaga dan kitar tenaga bagi satu tindak balas dan menerangkan hukum Hess.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang hukum Hess; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 12.2.2, 12.2.3 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid mengira ΔH° pembentukan etanol daripada data entalpi pembakaran menggunakan kitar tenaga dan formula ΣΔHf.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang hukum Hess; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 12.2.3, 12.2.4 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid membandingkan tiga kaedah kiraan hukum Hess untuk satu masalah dan menjustifikasi kaedah yang paling sesuai.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis hukum Hess; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 12.2.2, 12.2.3, 12.2.4 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Unit ini menyatakan hukum Hess (Hess's law) dan mengaplikasikannya untuk menghitung ΔH° melalui gambar rajah aras tenaga, kitar tenaga dan rumus ΔH° = ΣΔHf°(hasil) − ΣΔHf°(bahan tindak balas).
Hukum Hess
Hukum Hess: jumlah perubahan entalpi bagi sesuatu tindak balas kimia adalah sama tanpa mengira laluan yang diambil, asalkan keadaan awal dan keadaan akhir adalah sama. Ia berasaskan hukum keabadian tenaga. Hukum ini membolehkan ΔH yang tidak dapat disukat secara terus (cth ΔHf° CH₄) dihitung daripada data lain.
Peraturan memanipulasi persamaan termokimia
- Persamaan diterbalikkan: tanda ΔH ditukar.
- Persamaan didarab dengan faktor: ΔH didarab dengan faktor yang sama.
- Persamaan dijumlahkan: ΔH dijumlahkan.
- Spesies yang muncul di kedua-dua belah dibatalkan.
Standard Pembelajaran (3)
- 12.3.1Construct Born-Haber cycle for (i) simple ionic compounds
- 12.3.2Construct Born-Haber cycle for (ii) an aqueous solution of ionic compounds
- 12.3.3Explain qualitatively the effects of ionic charge and ionic radius on the numerical value of lattice energy and hydration energy.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid menyusun langkah kitar Born-Haber bagi NaCl (atomisasi, pengionan, afiniti elektron, tenaga kekisi) pada kad.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang kitar Born-Haber.
SP disasar: 12.3.1 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid melukis kitar Born-Haber bagi MgO dan larutan akueus ion dan menerangkan setiap langkah.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang kitar Born-Haber; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 12.3.1, 12.3.2 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid mengira tenaga kekisi sebatian ion daripada data entalpi dalam kitar Born-Haber.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang kitar Born-Haber; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 12.3.1 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid menganalisis kesan cas ion dan jejari ion pada nilai tenaga kekisi menggunakan data NaF, NaCl dan MgO.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis kitar Born-Haber; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 12.3.3 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Unit ini membina kitar Born-Haber (Born-Haber cycle) bagi sebatian ion ringkas dan larutan akueus sebatian ion, serta menerangkan kesan cas dan jejari ion terhadap tenaga kekisi dan tenaga penghidratan.
Kitar bagi larutan akueus sebatian ion
Pelarutan sebatian ion boleh dibayangkan dua peringkat: (1) kekisi dipecahkan kepada ion gas, tenaga = −LE (endotermik); (2) ion gas dihidratkan, tenaga = ΣΔHhid (eksotermik). Hukum Hess: ΔHsol = −LE + ΣΔHhid. Jika tenaga penghidratan melebihi tenaga untuk memecahkan kekisi, ΔHsol negatif dan garam biasanya larut dengan mudah.
Semester 2Electrochemistry
Standard Pembelajaran (3)
- 13.1.1Construct electrochemical cells;
- 13.1.2Write half-cell equations;
- 13.1.3Deduce overall equations and cell notation of electrochemical cells.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid melabel sel elektrokimia (anod, katod, titian garam, litar luar) pada rajah dan menyenaraikan peranan setiap bahagian.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang persamaan separa sel dan redoks.
SP disasar: 13.1.1 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid menulis persamaan separa sel dan persamaan keseluruhan sel Zn-Cu serta menerangkan arah aliran elektron.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang persamaan separa sel dan redoks; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 13.1.2, 13.1.3 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid membina sel elektrokimia daripada logam dan larutan ion dan menulis notasi sel yang betul.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang persamaan separa sel dan redoks; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 13.1.1, 13.1.3 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid menganalisis tiga sel berbeza dan menjelaskan elektrod yang menjadi anod dan katod serta sebab.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis persamaan separa sel dan redoks; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 13.1.1, 13.1.2, 13.1.3 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Unit ini membimbing anda membina sel elektrokimia (electrochemical cell), menulis persamaan setengah sel (half-cell equation) dan menghasilkan persamaan keseluruhan serta notasi sel (cell notation).
Menulis setengah persamaan dan persamaan keseluruhan
- Setengah persamaan mesti seimbang dari segi atom dan cas; elektron ditulis di sebelah kiri bagi penurunan dan di sebelah kanan bagi pengoksidaan.
- Dalam larutan berasid, seimbangkan O dengan H₂O dan H dengan H⁺, cth MnO₄⁻(aq) + 8H⁺(aq) + 5e⁻ → Mn²⁺(aq) + 4H₂O(l).
- Darabkan setengah persamaan supaya bilangan elektron sama, kemudian tambah dan batalkan elektron untuk mendapat persamaan keseluruhan.
- Contoh: Zn(s) + Cu²⁺(aq) → Zn²⁺(aq) + Cu(s).
Notasi sel (cell notation)
Anod ditulis di kiri dan katod di kanan. Garis tegak | mewakili sempadan fasa, garis berkembar || mewakili titian garam. Contoh sel Daniell: Zn(s) | Zn²⁺(aq) || Cu²⁺(aq) | Cu(s). Jika spesies setengah sel tiada logam pepejal, elektrod lengai platinum digunakan, cth Pt(s) | Fe²⁺(aq), Fe³⁺(aq) (spesies dalam fasa sama dipisahkan koma).
Tahukah anda
Tanpa titian garam, cas akan terkumpul dalam setiap setengah sel (lebihan Zn²⁺ di anod, lebihan anion di katod) dan arus berhenti serta-merta.
Standard Pembelajaran (5)
- 13.2.1Describe the standard hydrogen electrode;
- 13.2.2Determine the standard reduction potential, Eº, using the standard hydrogen electrode;
- 13.2.3Calculate the standard cell potential;
- 13.2.4Compare the strength of oxidising and reducing agents from Eº values;
- 13.2.5Predict the spontaneity of a reaction from E°cell value.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid melabel elektrod hidrogen piawai dan menyebut keadaan piawai (1 atm, 298 K, 1 mol dm-3) pada kad.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang keupayaan penurunan piawai.
SP disasar: 13.2.1 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid menerangkan cara menentukan E° suatu separa sel menggunakan elektrod hidrogen piawai dengan lakaran.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang keupayaan penurunan piawai; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 13.2.2 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid mengira E°sel dan meramal kespontanan tindak balas daripada data E° yang diberi.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang keupayaan penurunan piawai; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 13.2.3, 13.2.5 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid membandingkan kekuatan agen pengoksidaan dan penurunan daripada siri E° dan menganalisis sama ada tindak balas halogen dengan halida spontan.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis keupayaan penurunan piawai; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 13.2.4, 13.2.5 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Unit ini menerangkan elektrod hidrogen piawai (standard hydrogen electrode), cara menentukan keupayaan penurunan piawai E° dan menggunakan nilai E° untuk mengira E°sel, membandingkan kekuatan agen dan meramal kespontanan.
Elektrod hidrogen piawai (SHE)
- Gas H₂ pada tekanan 1 atm (101 kPa) dialirkan ke atas elektrod platinum bersalut platinum hitam (platinised platinum).
- Elektrod dicelup dalam larutan ion H⁺ 1.0 mol dm⁻³ (cth HCl 1.0 mol dm⁻³) pada 298 K.
- Setengah tindak balas: 2H⁺(aq) + 2e⁻ ⇌ H₂(g); E° ditetapkan sebagai 0.00 V.
- Platinum hitam bersifat lengai, mengalirkan elektrik dan mempunyai luas permukaan besar untuk mencapai keseimbangan dengan cepat.
Keupayaan sel piawai (standard cell potential)
E°sel = E°katod − E°anod (kedua-duanya keupayaan penurunan). Katod ialah setengah sel yang E°nya lebih positif. Nilai E° tidak didarab apabila setengah persamaan didarab kerana E° ialah sifat intensif.
Meramal kespontanan
Jika E°sel positif, tindak balas seperti yang ditulis adalah spontan (ΔG° = −nFE°sel negatif). Jika E°sel negatif, tindak balas tidak spontan; tindak balas songsang pula spontan. Ramalan ini bersifat termodinamik sahaja: kadar tindak balas mungkin terlalu perlahan, dan keadaan bukan piawai boleh mengubah keputusan.
Standard Pembelajaran (2)
- 13.3.1Calculate Ecell using Nernst equation;
- 13.3.2Determine the spontaneity of a reaction, equilibrium constant, Kc, and solubility product, Ksp, using Nernst equation.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid menulis persamaan Nernst dan menyebut maksud setiap pemboleh ubah dengan unit.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang keupayaan sel bukan piawai.
SP disasar: 13.3.1 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid menerangkan bagaimana kepekatan mempengaruhi Esel menggunakan persamaan Nernst dengan contoh sel kuprum-zink.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang keupayaan sel bukan piawai; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 13.3.1 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid mengira Esel pada kepekatan bukan piawai dan menentukan kespontanan tindak balas.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang keupayaan sel bukan piawai; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 13.3.1, 13.3.2 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid menentukan pemalar keseimbangan Kc dan Ksp daripada data E°sel dan menganalisis kesahan hasilnya.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis keupayaan sel bukan piawai; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 13.3.2 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Unit ini menggunakan persamaan Nernst (Nernst equation) untuk mengira Esel pada keadaan bukan piawai serta menentukan kespontanan, pemalar keseimbangan Kc dan hasil darab keterlarutan Ksp.
Persamaan Nernst
Esel = E°sel − (RT/nF) ln Q. Pada 298 K: Esel = E°sel − (0.0592/n) log Q, dengan n = bilangan mol elektron dipindahkan, Q = hasil bahagi tindak balas (reaction quotient) menggunakan kepekatan ion (pepejal dan cecair tulen tidak dimasukkan). R = 8.31 J K⁻¹ mol⁻¹, F = 96 500 C mol⁻¹.
Kespontanan pada keadaan bukan piawai
Kespontanan ditentukan oleh tanda Esel (bukan E°sel). Tindak balas dengan E°sel kecil negatif boleh menjadi spontan jika Q sangat kecil. Contoh: sel kepekatan Cu | Cu²⁺(0.010) || Cu²⁺(1.0) | Cu mempunyai E°sel = 0 tetapi Esel = −(0.0592/2) log(0.010/1.0) = +0.0592 V, maka spontan.
Standard Pembelajaran (5)
- 13.4.1Compare the principles of electrolytic cell with electrochemical cell;
- 13.4.2Predict the products formed during electrolysis;
- 13.4.3State Faraday’s first and second laws of electrolysis;
- 13.4.4Explain the relationship between Faraday constant, Avogadro’s number and electronic charge;
- 13.4.5Determine the quantity of electricity used, the mass of material and/or volume of gas liberated during electrolysis.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid menyebut hukum pertama dan kedua Faraday dan menyenaraikan hubungan antara pemalar Faraday dan nombor Avogadro.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang elektrolisis.
SP disasar: 13.4.3, 13.4.4 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid membandingkan sel elektrolisis dan sel elektrokimia dalam jadual (anod, katod, tenaga).
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang elektrolisis; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 13.4.1 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid mengira jisim kuprum yang termendap atau isi padu gas yang dibebaskan pada elektrod selepas arus tertentu mengalir untuk masa tertentu.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang elektrolisis; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 13.4.5 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid meramal hasil elektrolisis larutan NaCl pekat dan cair menggunakan nilai E° dan kepekatan, lalu menjustifikasi hasil pada setiap elektrod.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis elektrolisis; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 13.4.2 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Unit ini membandingkan sel elektrolisis (electrolytic cell) dengan sel elektrokimia, meramal hasil elektrolisis, menyatakan hukum Faraday dan mengira kuantiti elektrik, jisim bahan serta isi padu gas.
Hukum Faraday (Faraday's laws)
- Hukum pertama: jisim bahan yang dibebaskan di elektrod berkadar terus dengan kuantiti elektrik yang melalui elektrolit (m ∝ Q, Q = It).
- Hukum kedua: bagi kuantiti elektrik yang sama, bilangan mol bahan yang dibebaskan berkadar songsang dengan cas ionnya (cth 1 F membebaskan 1 mol Ag, ½ mol Cu, ⅓ mol Al).
- Pemalar Faraday F = cas satu mol elektron = L × e = (6.02 × 10²³ mol⁻¹)(1.60 × 10⁻¹⁹ C) ≈ 9.65 × 10⁴ C mol⁻¹ (96 500 C mol⁻¹).
- Eksperimen elektrolisis (cth penyaduran Ag) boleh digunakan untuk menentukan L = F/e.
Standard Pembelajaran (5)
- 13.5.1Explain the hydrogen-oxygen fuel cell and its importance;
- 13.5.2Explain the extraction of aluminium by electrolysis;
- 13.5.3Explain the process of anodisation of aluminium;
- 13.5.4Explain the diaphragm cell in the manufacture of chlorine from brine;
- 13.5.5Describe the treatment of industrial effluent to remove Ni2+, Cr3+ and Cd2+.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid menyenaraikan lima kegunaan elektrokimia dalam industri, seperti sel bahan api, pengekstrakan aluminium dan sel diafragma.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang aplikasi elektrokimia.
SP disasar: 13.5.1, 13.5.2, 13.5.4 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid menerangkan sel bahan api hidrogen-oksigen dan proses anodisasi aluminium dengan lakaran.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang aplikasi elektrokimia; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 13.5.1, 13.5.3 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid menyusun langkah pengekstrakan aluminium daripada bauksit dan pengeluaran klorin daripada air garam, dan menulis persamaan elektrod.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang aplikasi elektrokimia; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 13.5.2, 13.5.4 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menilai
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid menilai kaedah merawat efluen industri untuk menyingkirkan Ni2+, Cr3+ dan Cd2+ dari segi keberkesanan dan alam sekitar.
Bukti hasil kerja: Justifikasi bertulis tentang aplikasi elektrokimia dengan rubrik ringkas: kriteria, bukti dan keputusan.
SP disasar: 13.5.5 · Latihan sepadan: aras Menilai
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Unit ini menerangkan aplikasi elektrokimia: sel bahan api hidrogen-oksigen, pengekstrakan aluminium, penganodan aluminium, sel diafragma untuk klorin dan rawatan efluen industri.
Kepentingan sel bahan api
- Hasil sampingan hanya air: tiada CO₂, SO₂ atau NOₓ di tempat penggunaan.
- Kecekapan tukaran tenaga lebih tinggi daripada enjin pembakaran.
- Membekal elektrik secara berterusan selagi bahan api dibekalkan (digunakan dalam kapal angkasa dan kenderaan).
- Cabaran: penyimpanan H₂ dan kos mangkin platinum.
Penganodan aluminium (anodisation)
Objek aluminium dijadikan anod dalam elektrolit asid sulfurik cair. Air dioksidakan di anod: 2H₂O → O₂ + 4H⁺ + 4e⁻; oksigen bertindak balas dengan aluminium membina lapisan Al₂O₃ yang lebih tebal (keseluruhan 2Al + 3H₂O → Al₂O₃ + 6H⁺ + 6e⁻). Lapisan oksida ini melindungi daripada kakisan, keras dan berliang sehingga boleh menyerap pewarna. Katod (cth plumbum/grafit) membebaskan H₂.
Semester 3Introduction to Organic Chemistry
Standard Pembelajaran (2)
- 14.1.1Describe the bonding and shapes of organic compounds using sp3, sp2 and sp hybridised orbitals;
- 14.1.2Explain the concept of delocalisation of π electrons in benzene ring.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid menyebut pengahibridan sp3, sp2 dan sp bagi karbon dalam etana, etena dan etuna pada kad.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang ikatan dalam sebatian organik.
SP disasar: 14.1.1 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid melukis bentuk molekul organik dengan orbital terhibrid dan menerangkan sudut ikatan.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang ikatan dalam sebatian organik; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 14.1.1 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid menerangkan penyahtempatan elektron π dalam gelang benzena dan menggunakan lukisan orbital p yang bertindih.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang ikatan dalam sebatian organik; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 14.1.2 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid membandingkan panjang ikatan C-C dalam etana, etena dan benzena dan menjelaskan nilai benzena menggunakan penyahtempatan.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis ikatan dalam sebatian organik; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 14.1.1, 14.1.2 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Unit ini menerangkan ikatan dan bentuk sebatian organik menggunakan orbital hibrid sp³, sp² dan sp, serta konsep penyahsetempatan elektron π (delocalisation of π electrons) dalam gelang benzena.
Penyahsetempatan elektron π dalam benzena
- Setiap C dalam benzena C₆H₆ terhibrid sp²; molekul satah heksagon dengan sudut 120°.
- Setiap C mempunyai satu orbital 2p tidak terhibrid berserenjang dengan satah gelang.
- Enam orbital p bertindih secara sisi membentuk awan elektron π tersahsetempat (delocalised) di atas dan di bawah gelang (6 elektron π).
- Semua ikatan C-C sama panjang (0.139 nm), di antara C-C tunggal (0.154 nm) dan C=C (0.134 nm).
- Penyahsetempatan memberi kestabilan tambahan (tenaga penstabilan resonans kira-kira 150 kJ mol⁻¹), jadi benzena cenderung mengalami penukargantian dan bukan penambahan.
Standard Pembelajaran (6)
- 14.2.1Describe the classification of organic compounds: (i) Alkanes, alkenes, alkynes and arenes
- 14.2.2Describe the classification of organic compounds: (ii) Haloalkanes and haloarenes
- 14.2.3Describe the classification of organic compounds: (iii) Alcohols and phenols
- 14.2.4Describe the classification of organic compounds: (iv) Aldehydes and ketones
- 14.2.5Describe the classification of organic compounds: (v) Carboxylic acids and their derivatives: • acyl chlorides • amides • esters
- 14.2.6Describe the classification of organic compounds: (vi) Amines.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid memadankan kumpulan berfungsi (alkohol, aldehid, keton, asid karboksilik, amina) dengan formula struktur pada kad.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang pengelasan sebatian organik.
SP disasar: 14.2.1, 14.2.2, 14.2.3, 14.2.4, 14.2.5, 14.2.6 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid mengelaskan sepuluh sebatian ke dalam kumpulan berfungsi dan menerangkan ciri struktur setiap kumpulan.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang pengelasan sebatian organik; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 14.2.1, 14.2.2, 14.2.3 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid mengenal pasti kumpulan berfungsi dalam molekul ubat seperti aspirin dan parasetamol dengan membulatkan setiap kumpulan.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang pengelasan sebatian organik; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 14.2.3, 14.2.4, 14.2.5 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid membezakan alkohol dan fenol serta aldehid dan keton dalam jadual dan menganalisis perbezaan struktur yang memberi sifat berbeza.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis pengelasan sebatian organik; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 14.2.3, 14.2.4 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Unit ini menerangkan pengelasan sebatian organik mengikut kumpulan berfungsi: hidrokarbon, haloalkana dan haloarena, alkohol dan fenol, aldehid dan keton, asid karboksilik dan terbitannya (asil klorida, amida, ester) serta amina.
Glosari
- Kumpulan berfungsi (functional group)
- Atom atau kumpulan atom yang menentukan sifat kimia sesuatu siri homolog.
- Arena (arene)
- Hidrokarbon yang mengandungi gelang benzena.
- Kumpulan karbonil (carbonyl group)
- C=O; terdapat dalam aldehid (hujung rantai) dan keton (tengah rantai).
- Terbitan asid (acid derivative)
- Sebatian di mana -OH dalam -COOH digantikan oleh -Cl (asil klorida), -NH₂ (amida) atau -OR (ester).
Standard Pembelajaran (1)
- 14.3.1Explain the relationship between boiling points, size of molecules and intermolecular forces.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid menyenaraikan faktor yang mempengaruhi takat didih sebatian organik (saiz molekul, daya antara molekul, bentuk).
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang struktur molekul dan kesannya pada takat didih.
SP disasar: 14.3.1 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid menerangkan sebab takat didih meningkat dengan saiz molekul dan menurun dengan pencabangan.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang struktur molekul dan kesannya pada takat didih; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 14.3.1 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid menyusun takat didih butana, 2-metilpropana, propan-1-ol dan asid etanoik dan menjustifikasi susunan.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang struktur molekul dan kesannya pada takat didih; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 14.3.1 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid menganalisis graf takat didih homolog alkana dan alkohol dan menjelaskan perbezaan pola.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis struktur molekul dan kesannya pada takat didih; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 14.3.1 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Unit ini menerangkan hubungan antara takat didih, saiz molekul dan daya antara molekul (intermolecular forces) dalam sebatian organik.
Rumusan
- Dalam siri homolog, takat didih meningkat apabila rantai karbon bertambah panjang kerana daya serakan bertambah.
- Isomer bercabang mempunyai takat didih lebih rendah kerana bentuk lebih sfera mengurangkan luas sentuhan.
- Bagi Mr yang hampir sama: alkana < aldehid/keton < alkohol < asid karboksilik.
- Ikatan hidrogen jauh lebih kuat daripada daya van der Waals, tetapi lebih lemah daripada ikatan kovalen dalam molekul (ikatan kovalen tidak putus semasa mendidih).
Tahukah anda
Asid karboksilik dalam fasa wap atau pelarut tak polar wujud sebagai dimer kerana dua ikatan hidrogen terbentuk antara dua molekul, menyebabkan takat didihnya sangat tinggi.
Standard Pembelajaran (2)
- 14.4.1Explain the homolytic and heterolytic cleavages;
- 14.4.2Explain free radicals, nucleophiles and electrophiles;
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid menyebut maksud pemecahan homolitik dan heterolitik serta memadankan radikal bebas, nukleofil dan elektrofil dengan contoh.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang radikal bebas, nukleofil dan elektrofil.
SP disasar: 14.4.1, 14.4.2 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid menerangkan pemecahan homolitik dan heterolitik dengan anak panah satu kepala dan dua kepala.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang radikal bebas, nukleofil dan elektrofil; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 14.4.1 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid mengelaskan spesies seperti Cl•, OH-, NH3, H+ dan NO2+ sebagai radikal bebas, nukleofil atau elektrofil.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang radikal bebas, nukleofil dan elektrofil; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 14.4.2 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid menganalisis jenis pemecahan ikatan dalam tiga tindak balas organik dan meramal spesies reaktif yang terhasil.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis radikal bebas, nukleofil dan elektrofil; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 14.4.1, 14.4.2 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Unit ini menerangkan pembelahan homolitik dan heterolitik (homolytic and heterolytic cleavage) serta spesies yang terhasil: radikal bebas (free radicals), nukleofil (nucleophiles) dan elektrofil (electrophiles).
Hubungan pembelahan dan spesies
Pembelahan homolitik menghasilkan radikal bebas yang memulakan tindak balas berantai (cth pengklorinan metana). Pembelahan heterolitik menghasilkan ion: karbokation bertindak sebagai elektrofil manakala anion seperti Br⁻ atau OH⁻ bertindak sebagai nukleofil. Nukleofil ialah bes Lewis; elektrofil ialah asid Lewis.
Semester 3Hydrocarbons
Standard Pembelajaran (10)
- 15.1.1Write the general and structural formulae for alkanes C1 to C10;
- 15.1.2Name alkanes according to IUPAC nomenclature;
- 15.1.3Name alkyl groups;
- 15.1.4Explain the structural isomerism and stereoisomerism in aliphatic alkanes and cycloalkanes;
- 15.1.5Explain boiling points of alkanes;
- 15.1.6Explain free radical substitution reaction of alkanes;
- 15.1.7Explain the mechanism of free radical substitution;
- 15.1.8Explain the thermal and catalytic crackings processes for the formation of smaller alkanes and alkenes;
- 15.1.9Describe the usage of alkanes as fuel and the role of catalytic converters in minimising air pollution;
- 15.1.10Explain the effects of chemical pollutants from the combustion of hydrocarbon on air quality and rainwater.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid menulis formula am dan formula struktur alkana C1 hingga C10 serta menamakan lima alkana mengikut IUPAC pada lembaran kerja.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang alkana.
SP disasar: 15.1.1, 15.1.2, 15.1.3 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid melukis isomer struktur C5H12 dan sikloalkana serta menerangkan isomer stereo dalam sikloalkana.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang alkana; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 15.1.4 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid menulis mekanisme penukargantian radikal bebas metana dengan klorin (pemula, perambatan, penamatan) langkah demi langkah dengan persamaan.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang alkana; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 15.1.6, 15.1.7 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid menganalisis kesan hasil pembakaran hidrokarbon dan pemangkin penukar katalitik pada kualiti udara, dan menilai kegunaan alkana sebagai bahan api.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis alkana; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 15.1.8, 15.1.9, 15.1.10 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Unit ini membincangkan alkana (alkanes), iaitu hidrokarbon tepu: formula, penamaan IUPAC, isomerisme, takat didih, penukargantian radikal bebas, peretakan serta kesan pembakarannya terhadap alam sekitar.
Formula am alkana
Formula am alkana (general formula) ialah CₙH₂ₙ₊₂ (n ≥ 1). Sikloalkana (cycloalkanes) mempunyai formula am CₙH₂ₙ (n ≥ 3). Setiap atom karbon alkana berhibrid sp³ dengan geometri tetrahedron dan sudut ikatan kira-kira 109.5°.
Kumpulan alkil
- Kumpulan alkil (alkyl group)
- Alkana yang kehilangan satu atom H, formula am CₙH₂ₙ₊₁−, diberi akhiran -il (-yl).
- Metil (methyl)
- −CH₃, daripada metana.
- Etil (ethyl)
- −CH₂CH₃, daripada etana.
- Isopropil (isopropyl)
- −CH(CH₃)₂, terikat melalui karbon tengah propana.
- tert-Butil (tert-butyl)
- −C(CH₃)₃, terikat melalui karbon tertier.
Takat didih alkana
- Alkana bukan kutub; daya antara molekul ialah daya van der Waals (daya serakan London).
- Takat didih meningkat apabila bilangan atom karbon (jisim molekul relatif) meningkat kerana bilangan elektron dan luas permukaan bertambah, maka daya van der Waals lebih kuat.
- Bagi isomer, rantai lurus mempunyai takat didih lebih tinggi daripada rantai bercabang: pentana (36 °C) > 2-metilbutana (28 °C) > 2,2-dimetilpropana (10 °C).
- Cabang menjadikan molekul lebih sfera, luas sentuhan antara molekul berkurang, daya van der Waals lebih lemah.
- C1 hingga C4 ialah gas, C5 hingga C17 cecair, C18 ke atas pepejal pada suhu bilik.
Kereaktifan relatif atom H
Dalam pengklorinan propana, atom H pada karbon sekunder lebih mudah diganti berbanding H primer kerana radikal sekunder lebih stabil. Bromin lebih memilih (selective) daripada klorin. Alkana tidak bertindak balas dengan asid, alkali atau agen pengoksidaan biasa kerana ikatan C−C dan C−H kuat dan bukan kutub.
Alkana sebagai bahan api dan penukar bermangkin
Alkana terbakar lengkap dalam oksigen berlebihan membebaskan banyak haba: CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O, ΔH = −890 kJ mol⁻¹; C₈H₁₈ + 25/2 O₂ → 8CO₂ + 9H₂O. Contoh bahan api: gas asli (metana), LPG (propana, butana), petrol (C5–C10). Pembakaran tidak lengkap menghasilkan CO dan jelaga (C). Penukar bermangkin (catalytic converter) dalam ekzos kenderaan menggunakan logam Pt, Pd dan Rh: 2CO + 2NO → 2CO₂ + N₂; 2CO + O₂ → 2CO₂; hidrokarbon tidak terbakar + O₂ → CO₂ + H₂O. Petrol tanpa plumbum wajib kerana plumbum meracuni mangkin.
Standard Pembelajaran (9)
- 15.2.1Write the general and structural formulae for alkenes C2 to C10;
- 15.2.2Name alkenes according to IUPAC nomenclature;
- 15.2.3Explain structural and geometrical isomerisms in alkenes;
- 15.2.4Describe chemical reactions of alkenes through (i) addition of hydrogen, water, hydrogen halides, bromine water, halogens in inert solvents and concentrated sulphuric acid
- 15.2.5Describe chemical reactions of alkenes through (ii) Oxidation
- 15.2.6Describe chemical reactions of alkenes through (iii) Ozonolysis.
- 15.2.7Introduce relative stability and rearrangement of carbocations
- 15.2.8Explain the mechanism of electrophilic addition reaction of alkenes;
- 15.2.9Explain the confirmatory tests for unsaturated compounds.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid menulis formula alkena C2 hingga C10, menamakan lima alkena mengikut IUPAC dan menyebut ujian kepada ketaktepuan pada kad.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang alkena.
SP disasar: 15.2.1, 15.2.2, 15.2.9 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid melukis isomer struktur dan isomer geometri but-2-ena dan menerangkan sebab isomer geometri wujud.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang alkena; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 15.2.3 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid menulis hasil penambahan HBr pada propena mengikut petua Markovnikov dan hasil pengoksidaan dan pengozonan alkena.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang alkena; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 15.2.4, 15.2.5, 15.2.6 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid membandingkan kestabilan karbokation dan menganalisis mekanisme penambahan elektrofil pada alkena, termasuk penyusunan semula karbokation.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis alkena; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 15.2.7, 15.2.8 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Unit ini membincangkan alkena (alkenes), hidrokarbon tak tepu dengan ikatan C=C: formula, penamaan IUPAC, isomerisme, tindak balas penambahan, pengoksidaan, ozonolisis, kestabilan karbokation, mekanisme penambahan elektrofilik dan ujian pengesahan ketaktepuan.
Formula am dan ikatan dalam alkena
Formula am alkena ialah CₙH₂ₙ (n ≥ 2). Atom karbon C=C berhibrid sp², satah, sudut kira-kira 120°. Ikatan ganda dua terdiri daripada satu ikatan sigma (σ) dan satu ikatan pi (π); ikatan π yang lemah dan kaya elektron menjadikan alkena reaktif terhadap elektrofil.
Penamaan IUPAC alkena
- Pilih rantai terpanjang yang mengandungi C=C; akhiran -ena (-ene).
- Nomborkan dari hujung paling dekat dengan C=C; nyatakan nombor karbon pertama ikatan ganda dua (cth but-2-ena).
- Kumpulan alkil dinamakan dan dinomborkan seperti alkana, cth CH₂=C(CH₃)CH₃ ialah 2-metilpropena.
- Dua ikatan ganda dua: -diena, cth buta-1,3-diena.
- Isomer geometri diberi awalan cis-/trans- (atau E/Z), cth trans-but-2-ena.
Petua Markovnikov
Dalam penambahan HX kepada alkena tidak simetri, atom H terikat kepada karbon C=C yang telah mempunyai lebih banyak atom H. Sebabnya: karbokation lebih stabil (sekunder atau tertier) terbentuk sebagai perantaraan.
Standard Pembelajaran (12)
- 15.3.1Name arenes according to IUPAC nomenclature;
- 15.3.2Describe the structural isomerism in arenes;
- 15.3.3Describe electrophilic aromatic substitution reactions of arenes through (i) halogenation
- 15.3.4Describe electrophilic aromatic substitution reactions of arenes through (ii) nitration
- 15.3.5Describe electrophilic aromatic substitution reactions of arenes through (iii) Friedel-Crafts alkylation
- 15.3.6Describe electrophilic aromatic substitution reactions of arenes through (iv) Friedel-Crafts acylation.
- 15.3.7Explain ortho-para and meta directors towards further substitution;
- 15.3.8Explain the mechanism of electrophilic aromatic substitution reactions;
- 15.3.9Explain the stability of benzene towards addition reactions;
- 15.3.10Describe the oxidation of alkylbenzene;
- 15.3.11Explain the halogenation of alkylbenzene in the presence of (i) Lewis acid catalyst
- 15.3.12Explain the halogenation of alkylbenzene in the presence of (ii) ultraviolet light.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid menamakan lima arena mengikut IUPAC dan melukis isomer struktur xilena pada lembaran kerja.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang arena.
SP disasar: 15.3.1, 15.3.2 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid menerangkan sebab benzena lebih cenderung kepada penukargantian daripada penambahan berdasarkan kestabilan sistem aromatik.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang arena; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 15.3.9 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid menulis persamaan penukargantian elektrofil benzena dengan penghalogenan, penitratan dan pengalkilan atau pengasilan Friedel-Crafts dan menulis reagen serta mangkin.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang arena; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 15.3.3, 15.3.4, 15.3.5, 15.3.6 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid menganalisis kesan penghala ortho-para dan meta pada penukargantian lanjut dan meramal hasil toluena berbanding nitrobenzena.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis arena; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 15.3.7, 15.3.8, 15.3.10, 15.3.11, 15.3.12 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Unit ini membincangkan arena (arenes) seperti benzena dan metilbenzena: penamaan IUPAC, isomerisme, penukargantian elektrofilik aromatik, kesan pengarah, kestabilan benzena serta pengoksidaan dan penghalogenan alkilbenzena.
Penamaan IUPAC arena
- Benzena C₆H₆ sebagai induk: metilbenzena (toluena) C₆H₅CH₃, etilbenzena C₆H₅C₂H₅, klorobenzena C₆H₅Cl, nitrobenzena C₆H₅NO₂.
- Dua kumpulan: nombor kedudukan terkecil, cth 1,2-dimetilbenzena; awalan lama ortho- (1,2), meta- (1,3), para- (1,4).
- Kumpulan disusun mengikut abjad, cth 1-kloro-4-nitrobenzena; 2,4,6-trinitrometilbenzena (TNT).
- Kumpulan C₆H₅− dinamakan fenil (phenyl), cth fenilmetanol; C₆H₅CH₂− ialah benzil.
Penjanaan elektrofil
- Halogenasi: Br₂ + FeBr₃ → Br⁺ + FeBr₄⁻ (asid Lewis menerima pasangan elektron).
- Penitratan: HNO₃ + 2H₂SO₄ → NO₂⁺ + H₃O⁺ + 2HSO₄⁻. Suhu melebihi 55 °C memberi 1,3-dinitrobenzena.
- Pengalkilan: CH₃Cl + AlCl₃ → CH₃⁺ + AlCl₄⁻. Kelemahan: pengalkilan berganda dan penyusunan semula karbokation.
- Pengasilan: CH₃COCl + AlCl₃ → CH₃CO⁺ + AlCl₄⁻. Keton yang terbentuk menyahaktifkan gelang, jadi tiada penukargantian berganda.
Kestabilan benzena terhadap tindak balas penambahan
Benzena mempunyai enam elektron π terdelokal di atas dan di bawah satah gelang (semua karbon sp², semua ikatan C−C sama panjang 0.139 nm). Entalpi penghidrogenan benzena sebenar ialah −208 kJ mol⁻¹, berbanding −360 kJ mol⁻¹ (3 × −120) yang dijangka bagi sikloheksa-1,3,5-triena. Perbezaan 152 kJ mol⁻¹ ialah tenaga penstabilan kedelokalan (tenaga resonans). Penambahan memusnahkan kedelokalan, maka benzena lebih suka penukargantian yang mengekalkan gelang aromatik. Benzena tidak menyahwarnakan air bromin atau KMnO₄.
Pengoksidaan alkilbenzena
Rantai sisi alkil yang mempunyai sekurang-kurangnya satu H pada karbon benzilik dioksidakan oleh KMnO₄ berasid (atau beralkali, kemudian diasidkan) panas, refluks, kepada asid benzoik C₆H₅COOH tanpa mengira panjang rantai. Cth: C₆H₅CH₃ + 3[O] → C₆H₅COOH + H₂O; C₆H₅CH₂CH₃ → C₆H₅COOH + CO₂. Warna ungu dinyahwarna. tert-Butilbenzena tidak dioksidakan kerana tiada H benzilik. Gelang benzena sendiri tidak dioksidakan.
Semester 3Haloalkanes
Standard Pembelajaran (4)
- 16.1.1Write the general and structural formulae for haloalkanes C1 to C10;
- 16.1.2Classify haloalkanes as primary, secondary and tertiary;
- 16.1.3Name haloalkanes according to IUPAC nomenclature;
- 16.1.4Explain the structural isomerism and stereoisomerism in haloalkanes.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid menulis formula am dan formula struktur haloalkana C1 hingga C10 dan menamakan lima haloalkana mengikut IUPAC.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang pengenalan haloalkana.
SP disasar: 16.1.1, 16.1.3 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid mengelaskan haloalkana kepada primer, sekunder dan tertier dan menerangkan perbezaan struktur.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang pengenalan haloalkana; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 16.1.2 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid melukis isomer struktur dan stereo C4H9Br dan menentukan pusat kiral dalam setiap isomer.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang pengenalan haloalkana; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 16.1.4 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid menganalisis tiga haloalkana dan menjelaskan jenis isomer yang wujud dan hubungan antara struktur dan kekiralan.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis pengenalan haloalkana; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 16.1.2, 16.1.4 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Unit ini memperkenalkan haloalkana (haloalkanes): formula am dan struktur C1 hingga C10, pengelasan primer, sekunder dan tertier, penamaan IUPAC serta keisomeran struktur dan stereoisomerisme.
Formula am haloalkana
Haloalkana ialah alkana yang satu atau lebih atom H digantikan oleh atom halogen X (F, Cl, Br, I). Formula am monohaloalkana ialah CₙH₂ₙ₊₁X atau R−X. Contoh: CH₃Cl (C1), CH₃CH₂Br (C2), CH₃CH₂CH₂CH₂I (C4), hingga C₁₀H₂₁X. Formula struktur menunjukkan semua ikatan, cth CH₃−CHBr−CH₃; formula struktur ringkas: CH₃CHBrCH₃.
Tahukah anda
C₄H₉Cl mempunyai empat isomer struktur: 1-klorobutana, 2-klorobutana, 1-kloro-2-metilpropana dan 2-kloro-2-metilpropana. Hanya 2-klorobutana yang kiral.
Standard Pembelajaran (5)
- 16.2.1Describe the nucleophilic substitution reactions of haloalkanes through water, hydroxide ion, alcohols, alkoxide ions, ammonia, amines and cyanide ions;
- 16.2.2Explain the mechanism of nucleophilic substitutions (SN1 and SN2) of haloalkanes;
- 16.2.3Explain the relative reactivity of primary, secondary and tertiary haloalkanes towards nucleophilic substitutions;
- 16.2.4Compare the reactivity of halobenzene and haloalkanes in hydrolysis reactions;
- 16.2.5Explain the elimination reaction of haloalkanes.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid menyenaraikan nukleofil (H2O, OH-, CN-, NH3) dan hasil penukargantian nukleofil bagi bromoetana pada kad.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang sifat kimia haloalkana.
SP disasar: 16.2.1 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid melukis mekanisme SN1 dan SN2 dengan anak panah lengkung dan menerangkan perbezaan peringkat.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang sifat kimia haloalkana; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 16.2.2 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid meramal mekanisme dan kadar hidrolisis haloalkana primer, sekunder dan tertier berdasarkan kestabilan karbokation dan halangan sterik.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang sifat kimia haloalkana; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 16.2.3 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid membandingkan hidrolisis halobenzena dan haloalkana serta tindak balas penyingkiran dan menganalisis keadaan yang menggalakkan penukargantian atau penyingkiran.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis sifat kimia haloalkana; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 16.2.4, 16.2.5 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Unit ini menerangkan tindak balas penukargantian nukleofilik (nucleophilic substitution) haloalkana, mekanisme SN1 dan SN2, kereaktifan relatif, perbandingan dengan halobenzena dan tindak balas penyingkiran (elimination).
Kereaktifan relatif dan halobenzena
- SN1: tertier > sekunder > primer kerana kestabilan karbokation 3° > 2° > 1° (kesan induktif alkil)
- SN2: primer > sekunder > tertier kerana halangan sterik (steric hindrance) bertambah
- Bagi halogen sama: R−I > R−Br > R−Cl kerana tenaga ikatan C−X berkurang
- Halobenzena (cth klorobenzena) tidak terhidrolisis dalam keadaan biasa: pasangan elektron bebas Cl dinyahsetempatkan ke gelang, ikatan C−Cl bersifat separa ikatan ganda dua dan lebih kuat
- Awan elektron π gelang benzena juga menolak nukleofil
- Ujian: tambah NaOH akueus, panaskan, asidkan dengan HNO₃, tambah AgNO₃: haloalkana memberi mendakan (AgCl putih), klorobenzena tiada mendakan
Tindak balas penyingkiran (elimination)
Haloalkana dipanaskan dengan KOH dalam etanol (bukan akueus) menghasilkan alkena; OH⁻ bertindak sebagai bes menyingkirkan H dari C bersebelahan dan X. Cth: CH₃CH₂Br + KOH(etanol) → CH₂=CH₂ + KBr + H₂O. Bagi 2-bromobutana, hasil utama ialah but-2-ena mengikut peraturan Saytzeff (alkena lebih tersubstitusi), hasil sampingan but-1-ena. Haloalkana tertier dan bes kuat pekat pada suhu tinggi menggalakkan penyingkiran.
Standard Pembelajaran (3)
- 16.3.1Describe the synthesis of organomagnesium compounds from haloalkanes;
- 16.3.2Describe the usage of fluoroalkanes and chlorofluoroalkanes as inert substances for aerosol propellants, coolants and fire-extinguishers;
- 16.3.3Explain the mechanism involved in the depletion of the ozone layer by chlorofluoroalkanes.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid menyenaraikan kegunaan fluoroalkana dan kloroflurokarbon dalam aerosol dan penyejuk beku pada kad.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang kegunaan haloalkana.
SP disasar: 16.3.2 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid menerangkan sintesis reagen Grignard daripada haloalkana dan magnesium dalam eter kering.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang kegunaan haloalkana; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 16.3.1 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid menyusun mekanisme penipisan lapisan ozon oleh CFC dengan peringkat radikal bebas dalam carta alir.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang kegunaan haloalkana; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 16.3.3 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menilai
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid menilai penggunaan CFC berbanding bahan alternatif dalam aerosol dan menyatakan hujah kesan alam sekitar.
Bukti hasil kerja: Justifikasi bertulis tentang kegunaan haloalkana dengan rubrik ringkas: kriteria, bukti dan keputusan.
SP disasar: 16.3.2, 16.3.3 · Latihan sepadan: aras Menilai
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Unit ini membincangkan kegunaan haloalkana: sintesis sebatian organomagnesium (reagen Grignard), kegunaan fluoroalkana dan klorofluoroalkana sebagai bahan lengai, serta mekanisme penipisan lapisan ozon.
Sintesis sebatian organomagnesium (Grignard reagent)
Haloalkana bertindak balas dengan logam magnesium dalam eter kering (dietil eter kontang) membentuk reagen Grignard: RX + Mg → RMgX. Cth: CH₃CH₂Br + Mg → CH₃CH₂MgBr (etilmagnesium bromida). Keadaan mesti kontang kerana air memusnahkan reagen: RMgX + H₂O → RH + Mg(OH)X. Atom C dalam R−Mg bercas separa negatif dan bertindak sebagai nukleofil untuk membina ikatan C−C baharu.
Tahukah anda
Protokol Montreal (1987) mengehadkan penggunaan CFC. Kini hidrofluorokarbon (HFC) seperti CH₂FCF₃ digunakan kerana tiada atom Cl yang menyerang ozon.
Semester 3Hydroxy Compounds
Standard Pembelajaran (3)
- 17.1.1Write the general and structural formulae for hydroxy compounds C1 to C10;
- 17.1.2Name hydroxy compounds according to IUPAC nomenclature;
- 17.1.3Explain the structural isomerism and stereoisomerism in hydroxy compounds.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid menulis formula am dan formula struktur sebatian hidroksi C1 hingga C10 dan menamakan lima sebatian mengikut IUPAC.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang pengenalan sebatian hidroksi.
SP disasar: 17.1.1, 17.1.2 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid melukis isomer struktur C4H9OH dan menerangkan jenis isomer yang wujud.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang pengenalan sebatian hidroksi; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 17.1.3 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid mengenal pasti pusat kiral dalam butan-2-ol dan melukis kedua-dua enantiomer dengan formula tiga dimensi.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang pengenalan sebatian hidroksi; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 17.1.3 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid menganalisis tiga isomer C4H10O dan membandingkan sifat fizikal setiap isomer dalam jadual.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis pengenalan sebatian hidroksi; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 17.1.3 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Unit ini memperkenalkan sebatian hidroksi (hydroxy compounds): formula am dan struktur C1 hingga C10, penamaan IUPAC serta keisomeran struktur dan stereoisomerisme.
Formula am sebatian hidroksi
Sebatian hidroksi mengandungi kumpulan −OH. Alkohol alifatik tepu (monohidrik) mempunyai formula am CₙH₂ₙ₊₁OH atau R−OH: CH₃OH (C1), C₂H₅OH (C2), hingga C₁₀H₂₁OH. Fenol mempunyai −OH terikat terus pada gelang benzena, cth C₆H₅OH. Formula struktur menunjukkan semua ikatan, cth CH₃−CH(OH)−CH₃; formula ringkas CH₃CH(OH)CH₃.
Standard Pembelajaran (9)
- 17.2.1Classify alcohols as primary, secondary and tertiary;
- 17.2.2Explain the chemical reactions of alcohols involving RO−H bond breaking through (i) the reaction with sodium
- 17.2.3Explain the chemical reactions of alcohols involving RO−H bond breaking through (ii) the reaction with carboxylic acids
- 17.2.4Explain the chemical reactions of alcohols involving RO−H bond breaking through (iii) the reaction with acyl chlorides.
- 17.2.5Explain the chemical reactions of alcohols involving R−OH bond breaking through (i) the reaction with SOCl2, PCl3 and PCl5
- 17.2.6Explain the chemical reactions of alcohols involving R−OH bond breaking through (ii) the reaction with concentrated H2SO4.
- 17.2.7Explain the confirmatory test for primary, secondary and tertiary alcohols using Lucas reagent;
- 17.2.8Explain the presence of methyl carbinol using iodoform test;
- 17.2.9Describe the usage of alcohols as antiseptic, solvent, fuel and coolant.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid mengelaskan lima alkohol sebagai primer, sekunder atau tertier daripada formula struktur.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang alkohol.
SP disasar: 17.2.1 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid menerangkan pemecahan ikatan RO-H (dengan natrium, pengesteran, pengoksidaan) dan ikatan R-OH (dengan HX, dehidrasi) dalam jadual.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang alkohol; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 17.2.2, 17.2.3, 17.2.4, 17.2.5, 17.2.6 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid menjalankan ujian Lucas dan ujian iodoform pada tiga sampel alkohol, merekod pemerhatian dan menjelaskan hasil.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang alkohol; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 17.2.7, 17.2.8 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid menganalisis hasil pengoksidaan alkohol primer, sekunder dan tertier dan menilai kegunaan alkohol sebagai pelarut, bahan api, antiseptik dan penyejuk.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis alkohol; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 17.2.2, 17.2.4, 17.2.9 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Unit ini membincangkan alkohol: pengelasan, tindak balas yang memutuskan ikatan RO−H dan R−OH, ujian Lucas, ujian iodoform dan kegunaan alkohol.
Ujian iodoform untuk metil karbinol
Metil karbinol ialah kumpulan CH₃CH(OH)−. Panaskan alkohol dengan I₂ dan NaOH akueus: mendakan kuning iodoform CHI₃ berbau antiseptik terbentuk. CH₃CH(OH)R dioksidakan kepada CH₃COR, kemudian diiodinkan dan dipecahkan: hasil CHI₃ + RCOO⁻Na⁺. Positif: etanol, propan-2-ol, butan-2-ol. Negatif: metanol, propan-1-ol, 2-metilpropan-2-ol.
Standard Pembelajaran (11)
- 17.3.1Explain the acidity of phenols in comparison to water and alcohols using the inductive and resonance effects;
- 17.3.2Describe the chemical reactions involving C6H5O−H bond breaking with (i) sodium
- 17.3.3Describe the chemical reactions involving C6H5O−H bond breaking with (ii) sodium hydroxide
- 17.3.4Describe the chemical reactions involving C6H5O−H bond breaking with (iii) acyl chlorides.
- 17.3.5Describe the electrophilic aromatic substitution of phenol through (i) halogenation
- 17.3.6Describe the electrophilic aromatic substitution of phenol through (ii) nitration
- 17.3.7Describe the electrophilic aromatic substitution of phenol through (iii) Friedel-Crafts alkylation
- 17.3.8Describe the electrophilic aromatic substitution of phenol through (iv) Friedel-Crafts acylation.
- 17.3.9Explain the confirmatory tests for phenol;
- 17.3.10Describe the cumene process in the manufacture of phenol;
- 17.3.11State the usage of phenol.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid menyebut tindak balas fenol dengan natrium, natrium hidroksida dan asil klorida dan menyenaraikan kegunaan fenol.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang fenol.
SP disasar: 17.3.2, 17.3.3, 17.3.4, 17.3.11 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid menerangkan keasidan fenol berbanding air dan alkohol menggunakan kesan induktif dan resonans.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang fenol; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 17.3.1 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid menulis persamaan penukargantian elektrofil fenol (penghalogenan, penitratan, Friedel-Crafts) dan menerangkan ujian pengesahan fenol dengan ferum(III) klorida.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang fenol; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 17.3.5, 17.3.6, 17.3.7, 17.3.8, 17.3.9 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid membandingkan kereaktifan benzena dan fenol terhadap pembrominan dan menganalisis langkah proses kumena pada pengeluaran fenol.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis fenol; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 17.3.5, 17.3.10 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Unit ini membincangkan fenol (phenols): keasidan berbanding air dan alkohol, tindak balas pemutusan ikatan C₆H₅O−H, penukargantian elektrofilik aromatik, ujian pengesahan, proses kumena dan kegunaan fenol.
Mengapa fenol lebih reaktif daripada benzena
Pasangan elektron bebas atom O dinyahsetempatkan ke dalam gelang, menambah ketumpatan elektron terutamanya pada kedudukan 2, 4 dan 6. Oleh itu −OH ialah kumpulan pengaktif dan pengarah-2,4 (orto/para). Fenol bertindak balas dengan air bromin tanpa mangkin dan dengan HNO₃ cair, sedangkan benzena memerlukan Br₂/FeBr₃ dan campuran HNO₃/H₂SO₄ pekat.
Kegunaan fenol
- Pembuatan resin fenol-metanal (Bakelite) untuk suis dan pemegang periuk
- Antiseptik dan pembasmi kuman (cth klorosilenol, triklorofenol)
- Bahan mentah nilon (melalui sikloheksanol)
- Penghasilan aspirin, pewarna dan racun herba
Semester 3Carbonyl Compounds
Standard Pembelajaran (1)
- 18.1.1Name aldehydes and ketones according to IUPAC nomenclature.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid menulis formula struktur lima aldehid dan keton dan menamakannya mengikut IUPAC pada lembaran kerja.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang pengenalan sebatian karbonil.
SP disasar: 18.1.1 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid menerangkan perbezaan struktur aldehid dan keton dan sebab nombor tidak diperlukan dalam nama aldehid.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang pengenalan sebatian karbonil; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 18.1.1 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid menamakan sepuluh sebatian karbonil dan menulis formula daripada nama dan mengesahkan dengan rakan.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang pengenalan sebatian karbonil; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 18.1.1 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid menganalisis formula molekul C4H8O dan menyenaraikan isomer aldehid dan keton yang mungkin dengan nama IUPAC.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis pengenalan sebatian karbonil; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 18.1.1 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Unit ini memperkenalkan sebatian karbonil (carbonyl compounds), iaitu aldehid dan keton, serta cara menamakannya mengikut tatanama IUPAC (IUPAC nomenclature).
Kumpulan karbonil
Aldehid (aldehyde) dan keton (ketone) mengandungi kumpulan karbonil C=O. Dalam aldehid, karbon karbonil terikat pada sekurang-kurangnya satu atom H (formula am RCHO). Dalam keton, karbon karbonil terikat pada dua kumpulan alkil atau aril (RCOR'). Formula am siri homolog bagi kedua-duanya (alifatik tepu) ialah CₙH₂ₙO.
Isomer fungsi
Propanal (CH₃CH₂CHO) dan propanon (CH₃COCH₃) mempunyai formula molekul yang sama, C₃H₆O. Kedua-duanya ialah isomer kumpulan berfungsi (functional group isomers).
Standard Pembelajaran (3)
- 18.2.1Describe the preparation of aldehydes and ketones through (i) oxidation of alcohols
- 18.2.2Describe the preparation of aldehydes and ketones through (ii) ozonolysis of alkenes
- 18.2.3Describe the preparation of aldehydes and ketones through (iii) Friedel-Crafts acylation of aromatic compounds.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid menyenaraikan tiga kaedah penyediaan aldehid dan keton (pengoksidaan alkohol, pengozonan alkena, pengasilan Friedel-Crafts).
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang penyediaan sebatian karbonil.
SP disasar: 18.2.1, 18.2.2, 18.2.3 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid menerangkan pengoksidaan alkohol primer dan sekunder kepada aldehid dan keton dengan reagen yang sesuai.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang penyediaan sebatian karbonil; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 18.2.1 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid menulis persamaan penyediaan propanon daripada propan-2-ol dan etanal daripada etanol, dengan syarat tindak balas.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang penyediaan sebatian karbonil; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 18.2.1 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid menentukan kaedah penyediaan terbaik bagi lima sebatian karbonil sasaran dan membandingkan hasil serta kecekapan setiap kaedah.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis penyediaan sebatian karbonil; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 18.2.1, 18.2.2, 18.2.3 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Unit ini menghuraikan tiga kaedah penyediaan aldehid dan keton: pengoksidaan alkohol, ozonolisis alkena dan pengasilan Friedel-Crafts sebatian aromatik.
Syarat penting pengoksidaan
- Agen pengoksida: kalium dikromat(VI) berasid, K₂Cr₂O₇/H⁺; warna berubah jingga → hijau (Cr₂O₇²⁻ → Cr³⁺).
- Untuk aldehid: guna agen pengoksida tidak berlebihan dan suling aldehid sebaik terbentuk kerana takat didihnya rendah (tiada ikatan hidrogen antara molekul); jika tidak ia teroksida lanjut menjadi asid karboksilik.
- Untuk asid karboksilik: refluks dengan agen pengoksida berlebihan (bukan matlamat unit ini).
- Keton tidak teroksida lanjut dengan mudah, jadi refluks boleh digunakan.
Pengasilan Friedel-Crafts
Benzena bertindak balas dengan asil klorida (acyl chloride), cth etanoil klorida CH₃COCl, dengan kehadiran mangkin aluminium klorida kontang (AlCl₃) di bawah refluks. Persamaan: C₆H₆ + CH₃COCl → C₆H₅COCH₃ + HCl. AlCl₃ menjana ion asilium CH₃C≡O⁺ (elektrofil) yang menyerang gelang benzena melalui penukargantian elektrofilik. Hasilnya keton aromatik, feniletanon.
Ozonolisis sebagai alat analisis
Dengan mengenal pasti hasil karbonil ozonolisis, kedudukan ikatan C=C dalam alkena asal dapat ditentukan.
Standard Pembelajaran (9)
- 18.3.1Describe the nucleophilic addition reaction of aldehydes and ketones with HCN and NaCN/H+;
- 18.3.2Explain the mechanism of nucleophilic addition reaction of aldehydes and ketones with NaCN/H+;
- 18.3.3Explain the chemical reactions of aldehydes and ketones with Grignard reagents;
- 18.3.4Describe the reduction of aldehydes and ketones through (i) the catalytic hydrogenation
- 18.3.5Describe the reduction of aldehydes and ketones through (ii) LiAlH4 or NaBH4.
- 18.3.6Describe the oxidation of aldehydes;
- 18.3.7Explain confirmatory tests for carbonyl group;
- 18.3.8Explain the chemical tests to distinguish between aldehydes and ketones;
- 18.3.9Explain the presence of methyl ketone using iodoform test.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid menyebut reagen untuk penambahan nukleofil (HCN), tindak balas Grignard, penurunan (LiAlH4, NaBH4) dan pengoksidaan aldehid pada kad.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang sifat kimia sebatian karbonil.
SP disasar: 18.3.1, 18.3.3, 18.3.4, 18.3.5, 18.3.6 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid melukis mekanisme penambahan nukleofil NaCN/H+ pada etanal dengan anak panah lengkung.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang sifat kimia sebatian karbonil; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 18.3.1, 18.3.2 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid menjalankan ujian 2,4-DNPH, Tollens, Fehling dan iodoform pada aldehid dan keton, merekod pemerhatian dan membezakan sampel.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang sifat kimia sebatian karbonil; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 18.3.7, 18.3.8, 18.3.9 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid menganalisis rangkaian tindak balas karbonil daripada keputusan ujian kimia untuk mengenal pasti sebatian tidak dikenali.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis sifat kimia sebatian karbonil; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 18.3.3, 18.3.7, 18.3.8 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Unit ini meliputi sifat kimia aldehid dan keton: penambahan nukleofilik HCN dan reagen Grignard, penurunan, pengoksidaan aldehid, serta ujian pengesahan dan ujian membezakan termasuk ujian iodoform.
Penambahan nukleofilik HCN
Karbon karbonil bercas separa positif (δ+) kerana O lebih elektronegatif, jadi ia diserang oleh nukleofil. Aldehid dan keton bertindak balas dengan HCN (dijana in situ daripada NaCN dan H⁺, cth NaCN + H₂SO₄ cair, pH sekitar 4-5) membentuk hidroksinitril (cyanohydrin). Contoh: CH₃CHO + HCN → CH₃CH(OH)CN (2-hidroksipropananitril); CH₃COCH₃ + HCN → (CH₃)₂C(OH)CN (2-hidroksi-2-metilpropananitril). Rantai karbon bertambah satu.
Nota reagen Grignard
- Kumpulan R dalam RMgX bertindak sebagai nukleofil (karbanion) dan menyerang karbon C=O.
- Perantaraan R-C-OMgX dihidrolisis dengan asid cair menghasilkan alkohol.
- Pelarut mesti eter kering kerana air memusnahkan RMgX (membentuk alkana).
- Ikatan C-C baharu terbentuk, berguna untuk memanjangkan rantai karbon.
Ciri penurunan
- Penghidrogenan bermangkin: CH₃CHO + H₂ → CH₃CH₂OH (Ni, panas). H₂/Ni juga menurunkan C=C dalam molekul yang sama.
- LiAlH₄ dan NaBH₄ membekalkan ion hidrida H⁻ (nukleofil) dan menurunkan C=O tetapi tidak menurunkan C=C.
- Ditulis ringkas dengan [H]: CH₃COCH₃ + 2[H] → CH₃CH(OH)CH₃.
- LiAlH₄ lebih kuat dan bertindak balas hebat dengan air; NaBH₄ lebih lembut dan selamat.
Pengoksidaan aldehid
Aldehid mempunyai atom H pada karbon karbonil, maka mudah dioksidakan kepada asid karboksilik: RCHO + [O] → RCOOH, cth dengan K₂Cr₂O₇/H⁺ (jingga → hijau) atau KMnO₄/H⁺ (ungu → tidak berwarna). Aldehid juga dioksidakan oleh agen lemah: reagen Tollens dan larutan Fehling. Keton tidak teroksida oleh agen ini kerana memerlukan pemutusan ikatan C-C.
Ujian pengesahan kumpulan karbonil
Kedua-dua aldehid dan keton bertindak balas dengan 2,4-dinitrofenilhidrazina (2,4-DNPH, reagen Brady) membentuk mendakan jingga/kuning 2,4-dinitrofenilhidrazon. Ini tindak balas penambahan-penyingkiran (kondensasi) dengan kehilangan H₂O: R₂C=O + H₂NNHC₆H₃(NO₂)₂ → R₂C=NNHC₆H₃(NO₂)₂ + H₂O. Takat lebur hablur hidrazon yang ditulenkan boleh dibandingkan dengan data untuk mengenal pasti sebatian.
Semester 3Carboxylic Acids and Derivatives
Standard Pembelajaran (13)
- 19.1.1Name carboxylic acids according to IUPAC nomenclature;
- 19.1.2Explain the acidic properties of carboxylic acids;
- 19.1.3Describe the preparation of carboxylic acids from alcohols, aldehydes and nitriles;
- 19.1.4Describe the preparation of carboxylic acids using carbon dioxide and Grignard reagents;
- 19.1.5Explain the chemical reactions of carboxylic acids with (i) alcohols
- 19.1.6Explain the chemical reactions of carboxylic acids with (ii) SOCl2, PCl3 and PCl5
- 19.1.7Describe the electrophilic aromatic substitution of benzoic acid through (i) halogenation
- 19.1.8Describe the electrophilic aromatic substitution of benzoic acid through (ii) nitration
- 19.1.9Describe the electrophilic aromatic substitution of benzoic acid through (iii) Friedel-Crafts alkylation
- 19.1.10Describe the electrophilic aromatic substitution of benzoic acid through (iv) Friedel-Crafts acylation.
- 19.1.11Describe the reduction of carboxylic acids to primary alcohols;
- 19.1.12Explain the reducing property of methanoic acid;
- 19.1.13State the usage of carboxylic acids in industries.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid menamakan lima asid karboksilik mengikut IUPAC dan menyenaraikan kegunaan industri asid karboksilik.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang asid karboksilik.
SP disasar: 19.1.1, 19.1.13 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid menerangkan keasidan asid karboksilik berbanding alkohol dan fenol serta sifat penurunan asid metanoik.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang asid karboksilik; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 19.1.2, 19.1.12 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid menulis persamaan penyediaan asid karboksilik daripada alkohol, aldehid, nitril dan Grignard dengan CO2, dan tindak balas dengan alkohol serta SOCl2.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang asid karboksilik; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 19.1.3, 19.1.4, 19.1.5, 19.1.6 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid menganalisis penukargantian elektrofil asid benzoik dan meramal kedudukan penukargantian dan penurunan kepada alkohol primer.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis asid karboksilik; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 19.1.7, 19.1.8, 19.1.9, 19.1.10, 19.1.11 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Unit ini membincangkan asid karboksilik (carboxylic acids): penamaan IUPAC, sifat keasidan, kaedah penyediaan, tindak balas kumpulan -COOH dan gelang benzena asid benzoik, penurunan, sifat penurunan asid metanoik serta kegunaan dalam industri.
Peraturan penamaan
Pilih rantai karbon terpanjang yang mengandungi kumpulan karboksil (-COOH). Atom C kumpulan karboksil sentiasa C-1. Gantikan akhiran -e alkana dengan -oik dan dahului dengan perkataan 'asid' (cth propana → asid propanoik). Kumpulan pengganti dinamakan dengan nombor kedudukan dan disusun mengikut abjad.
Sifat keasidan (acidic properties)
Asid karboksilik ialah asid lemah yang mengion separa dalam air: RCOOH + H₂O ⇌ RCOO⁻ + H₃O⁺ (Ka asid etanoik ≈ 1.8 × 10⁻⁵ mol dm⁻³, pKa ≈ 4.76). Ion karboksilat (carboxylate ion) distabilkan oleh resonans: cas negatif dinyahsetempatkan (delocalised) sama rata pada dua atom O, maka kedua-dua ikatan C-O sama panjang. Kestabilan ini menjadikan asid karboksilik lebih berasid daripada fenol (pKa ≈ 10), yang pula lebih berasid daripada alkohol dan air.
Tindak balas dengan alkohol: pengesteran (esterification)
Asid karboksilik bertindak balas dengan alkohol apabila dipanaskan dengan sedikit H₂SO₄ pekat sebagai mangkin untuk membentuk ester dan air. Tindak balas berbalik dan perlahan: CH₃COOH + CH₃CH₂OH ⇌ CH₃COOCH₂CH₃ + H₂O (etil etanoat, bau buah). H₂SO₄ pekat juga menyerap air lalu mengalihkan keseimbangan ke kanan. Kajian isotop ¹⁸O menunjukkan kumpulan -OH dalam air berasal daripada asid, bukan daripada alkohol.
Penukargantian elektrofilik aromatik asid benzoik
Kumpulan -COOH menarik elektron daripada gelang benzena melalui kesan aruhan dan resonans. Oleh itu ia kumpulan penyahaktif (deactivating group): asid benzoik bertindak balas lebih perlahan daripada benzena dan memerlukan keadaan lebih keras. Kumpulan -COOH ialah pengarah-meta (meta-directing), jadi elektrofil masuk pada kedudukan 3.
Penurunan kepada alkohol primer dan sifat penurunan asid metanoik
Asid karboksilik diturunkan kepada alkohol primer oleh litium aluminium hidrida (LiAlH₄) dalam eter kering, diikuti hidrolisis dengan asid cair: RCOOH + 4[H] → RCH₂OH + H₂O. NaBH₄ tidak cukup kuat untuk menurunkan asid karboksilik. Asid metanoik (H-COOH) unik kerana mempunyai atom H yang terikat pada C=O seperti kumpulan aldehid; maka ia agen penurunan dan dioksidakan kepada CO₂ dan H₂O: HCOOH + [O] → CO₂ + H₂O.
Standard Pembelajaran (6)
- 19.2.1Name acyl chlorides according to IUPAC nomenclature;
- 19.2.2Explain the ease of hydrolysis of acyl chlorides compared to chloroalkanes;
- 19.2.3Describe the chemical reactions of acyl chlorides with (i) alcohols
- 19.2.4Describe the chemical reactions of acyl chlorides with (ii) phenols
- 19.2.5Describe the chemical reactions of acyl chlorides with (iii) ammonia
- 19.2.6Describe the chemical reactions of acyl chlorides with (iv) amines.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid menamakan lima asil klorida mengikut IUPAC pada lembaran kerja.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang asil klorida.
SP disasar: 19.2.1 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid menerangkan sebab asil klorida terhidrolisis lebih mudah daripada kloroalkana berdasarkan cas separa positif atom karbon karbonil.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang asil klorida; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 19.2.2 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid menulis persamaan tindak balas asil klorida dengan alkohol, fenol, ammonia dan amina serta menamakan hasil.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang asil klorida; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 19.2.3, 19.2.4, 19.2.5, 19.2.6 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid memilih pelbagai laluan sintesis untuk satu ester atau amida menggunakan asil klorida dan membandingkan keberkesanannya dengan kaedah lain.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis asil klorida; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 19.2.3, 19.2.5, 19.2.6 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Unit ini membincangkan asil klorida (acyl chlorides): penamaan IUPAC, sebab ia terhidrolisis jauh lebih mudah daripada kloroalkana, dan tindak balasnya dengan alkohol, fenol, ammonia serta amina.
Peraturan penamaan
Asil klorida mempunyai kumpulan -COCl. Namanya diterbitkan daripada asid induk dengan menggantikan akhiran '-oik' dengan '-oil' dan menambah perkataan 'klorida' (asid butanoik → butanoil klorida). Atom C kumpulan -COCl ialah C-1.
Persamaan hidrolisis
CH₃COCl + H₂O → CH₃COOH + HCl (pantas, suhu bilik, eksotermik). CH₃CH₂Cl + OH⁻ → CH₃CH₂OH + Cl⁻ (perlahan, perlu refluks). Penambahan AgNO₃ akueus kepada etanoil klorida segera memberi mendakan putih AgCl, manakala kloroetana memberi mendakan hanya selepas dipanaskan.
Standard Pembelajaran (6)
- 19.3.1Name esters according to IUPAC nomenclature;
- 19.3.2Explain the structural isomerism in esters;
- 19.3.3Compare the boiling points of esters with carboxylic acids;
- 19.3.4Explain acid and base hydrolyses of esters;
- 19.3.5Describe the reduction of esters to alcohols;
- 19.3.6State the usage of esters.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid menamakan lima ester mengikut IUPAC dan menyenaraikan kegunaan ester seperti perisa dan wangian.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang ester.
SP disasar: 19.3.1, 19.3.6 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid menerangkan isomer struktur C4H8O2 dan sebab takat didih ester lebih rendah daripada asid karboksilik.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang ester; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 19.3.2, 19.3.3 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid menulis persamaan hidrolisis asid dan bes ester serta penurunan ester kepada alkohol, dan menamakan hasil.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang ester; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 19.3.4, 19.3.5 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid membandingkan hidrolisis asid dan bes (kebolehbalikan, hasil) dan menganalisis pembuatan sabun melalui saponifikasi.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis ester; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 19.3.4 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Unit ini membincangkan ester (esters): penamaan IUPAC, keisomeran struktur, perbandingan takat didih dengan asid karboksilik, hidrolisis berasid dan beralkali, penurunan kepada alkohol serta kegunaannya.
Penamaan ester
Ester RCOOR' dinamakan dengan dua perkataan: nama kumpulan alkil R' (daripada alkohol) diikuti nama anion asid dengan akhiran '-oat' (daripada asid RCOOH). Contoh: CH₃COOCH₂CH₃ = etil etanoat (ethyl ethanoate). Bahagian yang terikat pada C=O ialah bahagian asid.
Keisomeran dalam ester
Ester menunjukkan keisomeran struktur kerana kumpulan -COO- boleh berada di kedudukan berbeza dalam rantai dan rantai alkil boleh bercabang. Ester juga isomer kumpulan berfungsi (functional group isomers) bagi asid karboksilik dengan formula molekul sama CₙH₂ₙO₂. Contoh lebih kecil: C₃H₆O₂ = metil etanoat, etil metanoat dan asid propanoik.
Standard Pembelajaran (7)
- 19.4.1Name amides according to IUPAC nomenclature;
- 19.4.2Classify amides into primary, secondary and tertiary;
- 19.4.3Compare the boiling points of primary, secondary and tertiary amides;
- 19.4.4Describe the preparation of amides from (i) carboxylic acids
- 19.4.5Describe the preparation of amides from (ii) acyl chlorides.
- 19.4.6Explain acid and base hydrolyses of amides;
- 19.4.7Compare the reactivity of amides, esters, acyl chlorides and carboxylic acids towards nucleophilic acyl substitution reaction.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid menamakan lima amida mengikut IUPAC dan mengelaskannya kepada amida primer, sekunder dan tertier.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang amida.
SP disasar: 19.4.1, 19.4.2 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid menerangkan sebab takat didih amida primer lebih tinggi daripada amida sekunder dan tertier berdasarkan ikatan hidrogen.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang amida; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 19.4.3 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid menulis persamaan penyediaan amida daripada asid karboksilik dan asil klorida serta hidrolisis asid dan bes amida.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang amida; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 19.4.4, 19.4.5, 19.4.6 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid menyusun kereaktifan amida, ester, asil klorida dan asid karboksilik terhadap nukleofil dan menjustifikasi susunan.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis amida; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 19.4.7 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Unit ini membincangkan amida (amides): penamaan IUPAC, pengelasan primer, sekunder dan tertier, takat didih, penyediaan daripada asid karboksilik dan asil klorida, hidrolisis serta perbandingan kereaktifan terbitan asid terhadap penukargantian nukleofilik asil.
Peraturan penamaan
Gantikan akhiran '-oik' asid induk dengan '-amida' (asid etanoik → etanamida). Kumpulan alkil yang terikat pada atom N ditandakan dengan awalan N- (satu bagi setiap kumpulan), cth N-etil-N-metilpropanamida.
Sebab perbezaan takat didih
Bagi Mr yang sama, takat didih: primer > sekunder > tertier. Amida primer mempunyai dua atom H pada N, jadi setiap molekul membentuk lebih banyak ikatan hidrogen N-H···O=C. Amida sekunder hanya satu N-H. Amida tertier tiada N-H dan tidak membentuk ikatan hidrogen sesama sendiri; hanya daya dipol-dipol dan van der Waals. Amida umumnya mempunyai takat didih tinggi (etanamida ialah pepejal pada suhu bilik).
Semester 3Amines and Amino Acids
Standard Pembelajaran (12)
- 20.1.1Classify amines into primary, secondary and tertiary;
- 20.1.2Name amines according to IUPAC nomenclature;
- 20.1.3Compare the boiling points of primary, secondary and tertiary amines;
- 20.1.4Explain the relative basicity of ammonia, primary amines and aniline;
- 20.1.5Describe the preparation of (i) primary amines by reduction of nitriles
- 20.1.6Describe the preparation of (ii) aniline by reduction of nitrobenzene.
- 20.1.7Explain the formation of salts when amines react with mineral acids;
- 20.1.8Explain the chemical test to differentiate classes of amines using (i) Hinsberg test
- 20.1.9Explain the chemical test to differentiate classes of amines using (ii) nitrous acid.
- 20.1.10Explain the chemical tests to distinguish the primary aliphatic amines from the primary aromatic amines using bromine water
- 20.1.11Describe the formation of diazonium salts.
- 20.1.12Describe the formation of dyes by coupling reaction of diazonium salts.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid mengelaskan lima amina sebagai primer, sekunder atau tertier dan menamakan mengikut IUPAC.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang amina.
SP disasar: 20.1.1, 20.1.2 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid menerangkan kekuatan bes ammonia, amina primer dan anilina dan perbandingan takat didih amina.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang amina; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 20.1.3, 20.1.4 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid menulis persamaan penyediaan amina primer melalui penurunan nitril dan anilina daripada nitrobenzena, serta pembentukan garam dengan asid mineral.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang amina; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 20.1.5, 20.1.6, 20.1.7 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid menggunakan ujian Hinsberg, asid nitrus dan ujian pembezaan untuk mengenal pasti kelas amina dan menerangkan pembentukan garam diazonium serta pewarna azo.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis amina; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 20.1.8, 20.1.9, 20.1.10, 20.1.11, 20.1.12 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Unit ini membincangkan amina (amines): pengelasan, penamaan IUPAC, takat didih, kebesan, penyediaan, tindak balas dengan asid, ujian pembezaan serta pembentukan garam diazonium dan pewarna azo.
Takat didih (boiling points)
Bagi isomer berjisim molar sama, takat didih: primer > sekunder > tertier. Amina primer mempunyai dua atom H pada N maka membentuk lebih banyak ikatan hidrogen (hydrogen bonds) antara molekul; amina sekunder hanya satu N–H; amina tertier tiada N–H maka hanya daya van der Waals. Cth: propan-1-amina (49 °C) > N-metiletanamina (37 °C) > trimetilamina (3 °C). Amina mendidih lebih rendah daripada alkohol setara kerana N kurang elektronegatif daripada O, jadi ikatan hidrogen lebih lemah.
Turutan kebesan
Kekuatan bes: amina alifatik primer > ammonia (pKb ≈ 4.75) > anilina. Bes lebih kuat bermaksud pasangan elektron bebas pada N lebih mudah menerima proton (H⁺).
Pembentukan garam (salt formation)
Amina ialah bes; pasangan elektron bebas N menerima H⁺ daripada asid mineral membentuk garam alkilammonium yang ionik dan larut dalam air. Cth: CH₃NH₂ + HCl → CH₃NH₃⁺Cl⁻ (metilammonium klorida); C₆H₅NH₂ + HCl → C₆H₅NH₃⁺Cl⁻ (fenilammonium klorida); 2CH₃NH₂ + H₂SO₄ → (CH₃NH₃⁺)₂SO₄²⁻. Penambahan alkali kuat (NaOH) membebaskan semula amina.
Air bromin: amina alifatik primer lawan amina aromatik primer
Anilina menyahwarnakan air bromin (bromine water) dengan serta-merta pada suhu bilik dan membentuk mendakan putih 2,4,6-tribromofenilamina: C₆H₅NH₂ + 3Br₂ → C₆H₂Br₃NH₂ + 3HBr. Kumpulan –NH₂ mengaktifkan gelang benzena (pasangan elektron bebas N menambah ketumpatan elektron pada kedudukan 2, 4, 6). Amina alifatik primer (cth etanamina) tiada gelang benzena, maka tiada mendakan putih terbentuk.
Istilah penting
- Diazotisasi (diazotisation)
- Penukaran amina aromatik primer kepada garam diazonium dengan HNO₂ pada 0–5 °C
- Kumpulan azo (azo group)
- –N=N– yang menghubungkan dua gelang aromatik
- Gandingan (coupling)
- Tindak balas ion diazonium dengan sebatian aromatik teraktif membentuk sebatian azo
Standard Pembelajaran (8)
- 20.2.1Write the general structural formula for α-amino acids;
- 20.2.2Name α-amino acids according to IUPAC nomenclature;
- 20.2.3Explain stereoisomerism in α-amino acids;
- 20.2.4Explain the formation of zwitterions;
- 20.2.5Explain physical properties of α-amino acids in terms of (i) melting point
- 20.2.6Explain physical properties of α-amino acids in terms of (ii) solubility in water.
- 20.2.7Explain acid and base properties of α-amino acids;
- 20.2.8Explain the condensation of α-amino acids to form dipeptides and tripeptides.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid menulis formula am asid amino-α dan menamakan lima asid amino mengikut IUPAC.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang asid amino.
SP disasar: 20.2.1, 20.2.2 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid menerangkan stereoisomerisme asid amino-α dan pembentukan zwiterion dengan lukisan.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang asid amino; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 20.2.3, 20.2.4 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid menerangkan titik lebur, keterlarutan dan sifat asid-bes asid amino-α, dan menulis pembentukan dipeptida dan tripeptida melalui kondensasi.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang asid amino; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 20.2.5, 20.2.6, 20.2.7, 20.2.8 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid menganalisis perubahan bentuk glisina pada pH rendah, titik isoelektrik dan pH tinggi dan menjelaskan sebab sifat amfoterik.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis asid amino; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 20.2.4, 20.2.7 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Unit ini menerangkan asid α-amino (α-amino acids): formula am, penamaan, stereoisomerisme, zwitterion, sifat fizik, sifat asid-bes dan pembentukan peptida.
Formula struktur am (general structural formula)
Asid α-amino: H₂N–CH(R)–COOH. Kumpulan amino (–NH₂) dan karboksil (–COOH) terikat pada karbon yang sama, iaitu karbon-α (karbon bersebelahan –COOH). R ialah rantai sisi yang berbeza bagi setiap asid amino (R = H bagi glisina, CH₃ bagi alanina).
Stereoisomerisme (stereoisomerism)
Kecuali glisina (R = H), karbon-α terikat pada empat kumpulan berbeza (H, NH₂, COOH, R), maka ia karbon kiral (chiral centre). Asid amino itu wujud sebagai sepasang enantiomer (isomer optik) yang merupakan imej cermin tidak bertindih dan memutar satah cahaya terkutub satah ke arah bertentangan. Asid amino semula jadi dalam protein ialah bentuk L. Glisina tidak aktif optik.
Semester 3Polymers
Standard Pembelajaran (12)
- 21.0.1Define monomer, polymer, repeating unit, homopolymer and copolymer;
- 21.0.2Identify the monomers in a polymer;
- 21.0.3Describe the addition polymerisation for polyethene, polyphenylethene and polychloroethene;
- 21.0.4Describe the role of Ziegler-Natta catalyst in addition polymerisation;
- 21.0.5Explain the classification of polymers as thermosetting, thermoplastic and elastomer;
- 21.0.6Describe condensation polymerisation for polyesters and polyamides;
- 21.0.7Identify the monomer of natural rubber;
- 21.0.8Describe the elasticity of two isomers of poly (2-methylbuta-1,3-diene);
- 21.0.9State the usage of polymers;
- 21.0.10Describe the difficulty in the disposal of polymers;
- 21.0.11State the advantages and disadvantages of disposal of polymer-based materials in rivers and seas;
- 21.0.12Explain the degradation of polymer by the photodegradation and hydrolysis.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (5)
- Mengingat
Aktiviti: Murid memadankan istilah monomer, polimer, unit ulangan, homopolimer dan kopolimer dengan takrifan pada kad.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang polimer.
SP disasar: 21.0.1, 21.0.2 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid menerangkan pempolimeran penambahan etena, fenil etena dan kloroetena serta peranan mangkin Ziegler-Natta dengan lukisan.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang polimer; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 21.0.3, 21.0.4 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid melukis pempolimeran kondensasi untuk poliester dan poliamida dengan menamakan monomer dan menyatakan penyingkiran molekul kecil.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang polimer; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 21.0.5, 21.0.6 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid membandingkan polimer termoset, termoplastik dan elastomer dalam jadual dan menganalisis keanjalan dua isomer poli(2-metilbuta-1,3-diena).
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis polimer; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 21.0.5, 21.0.7, 21.0.8 · Latihan sepadan: aras Menganalisis - Menilai
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid menilai kebaikan dan keburukan pelupusan polimer di sungai dan laut berbanding pembakaran, serta pengurangan melalui degradasi foto dan hidrolisis.
Bukti hasil kerja: Justifikasi bertulis tentang polimer dengan rubrik ringkas: kriteria, bukti dan keputusan.
SP disasar: 21.0.10, 21.0.11, 21.0.12 · Latihan sepadan: aras Menilai
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Ringkasan nota
Unit ini membincangkan polimer (polymers): istilah asas, pempolimeran penambahan dan kondensasi, mangkin Ziegler-Natta, pengelasan, getah asli, kegunaan, masalah pelupusan dan penguraian polimer.
Istilah asas
- Monomer
- Molekul kecil yang bergabung berulang kali membentuk polimer
- Polimer (polymer)
- Molekul besar (makromolekul) berantai panjang yang terdiri daripada banyak unit berulang
- Unit berulang (repeating unit)
- Bahagian struktur terkecil yang berulang di sepanjang rantai polimer, cth –CH₂–CH₂– bagi polietena
- Homopolimer (homopolymer)
- Polimer daripada satu jenis monomer sahaja, cth polietena, PVC
- Kopolimer (copolymer)
- Polimer daripada dua atau lebih jenis monomer berbeza, cth nilon-6,6, Terylene, getah SBR
Persamaan kondensasi
n HOOC–C₆H₄–COOH + n HO–CH₂CH₂–OH → –[OC–C₆H₄–COO–CH₂CH₂–O]ₙ– + 2n H₂O. n H₂N–(CH₂)₆–NH₂ + n HOOC–(CH₂)₄–COOH → –[HN–(CH₂)₆–NH–OC–(CH₂)₄–CO]ₙ– + 2n H₂O. Setiap monomer mesti mempunyai dua kumpulan berfungsi (dwifungsi). Untuk mengenal pasti monomer polimer kondensasi, putuskan ikatan ester/amida dan tambah semula H₂O. Untuk polimer penambahan, ambil unit berulang dua karbon dan bentuk semula ikatan C=C.
Sijil Penghargaan SistemGuru.My
Siapkan semua 65 unit untuk menerima Sijil Penghargaan dengan kod pengesahan.