Langkau ke kandungan
Kimia · Tingkatan 6 (STPM Chemistry) · Introduction to Organic Chemistry

14.3 Molecular structure and its effect on boiling points

Unit ini menerangkan hubungan antara takat didih, saiz molekul dan daya antara molekul (intermolecular forces) dalam sebatian organik.

  • STPM
  • 1 SP
  • 10 latihan
  • Percuma

SP 14.3.1Explain the relationship between boiling points, size of molecules and intermolecular forces.

Huraian SPApa yang perlu dikuasai

Untuk guru: kata tugas Explain (Menerangkan)

Calon perlu menerangkan hubungan takat didih dengan saiz molekul dan jenis daya antara molekul, dalam kelas sebatian yang sama dan antara kelas yang berbeza.

  1. IsiDalam kelas yang sama
    Huraian

    Rantai lebih panjang (Mr lebih besar) mempunyai lebih banyak elektron dan luas sentuhan, maka daya van der Waals lebih kuat; isomer bercabang bertakat didih lebih rendah.

    Contoh

    Butana −0.5 °C berbanding 2-metilpropana −12 °C (Mr sama 58).

  2. IsiAntara kelas yang berbeza
    Huraian

    Bagi Mr hampir sama, sebatian berkutub (dwikutub-dwikutub) dan yang membentuk ikatan hidrogen bertakat didih lebih tinggi.

    Contoh

    Butana −0.5 °C < propanal 48 °C < propan-1-ol 97 °C < asid etanoik 118 °C.

Peta pelbagai alirFaktor yang meninggikan takat didih

SebabSaiz molekul / jisim molekul relatif bertambah (lebih banyak elektron)Rantai lurus (luas sentuhan permukaan besar)Kehadiran kumpulan polar (C=O, C-X)Kehadiran ikatan hidrogen (O-H, N-H)
Daya antara molekul bertambah kuat
AkibatLebih banyak tenaga diperlukan untuk mengatasi dayaTakat didih lebih tinggi
SP 14.3.1

JadualData takat didih

SebatianMrDaya antara molekul utamaTakat didih / °C
Butana CH₃(CH₂)₂CH₃58Daya van der Waals (daya serakan)−0.5
2-metilpropana (bercabang)58Daya serakan, sentuhan kurang−12
Propanal CH₃CH₂CHO58Daya serakan + dwikutub-dwikutub48
Propanon CH₃COCH₃58Daya serakan + dwikutub-dwikutub56
Propan-1-ol CH₃CH₂CH₂OH60Ikatan hidrogen97
Asid etanoik CH₃COOH60Ikatan hidrogen (dimer)118
SP 14.3.1

Poin utamaRumusan

  • 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).
SP 14.3.1

Tahukah andaTahukah 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.

SP 14.3.1

Ingat: mnemonik & kad imbas

Mnemonik

SDB
Penentu takat didih: Saiz molekul, Daya antara molekul, Bentuk (lurus atau bercabang).

Kad imbas

Kesan pencabangan ke atas takat didih
Merendahkan (luas sentuhan berkurang)
Daya antara molekul terkuat dalam alkohol
Ikatan hidrogen
Mengapa takat didih alkana meningkat dengan Mr?
Lebih banyak elektron, daya serakan lebih kuat
Apa yang diatasi semasa mendidih?
Daya antara molekul, bukan ikatan kovalen

Semak kefahaman

  1. Mengapakah propan-1-ol mempunyai takat didih lebih tinggi daripada butana walaupun Mr hampir sama? (SP 14.3.1)

    Lihat jawapan

    Propan-1-ol membentuk ikatan hidrogen antara molekul, manakala butana hanya mempunyai daya van der Waals yang lemah.

10 soalan latihan pelbagai aras, kad imbas dan Kad Tahniah ada dalam mod interaktif.

Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
  1. 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
  2. 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
  3. 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
  4. 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

Siapkan unit ini dalam mod interaktif untuk mendapat bintang, anggaran TP dan Kad Tahniah. Siapkan semua 65 unit Kimia STPM untuk Sijil Penghargaan SistemGuru.My.

Unit lain dalam Introduction to Organic Chemistry

  1. 14.1 Bonding in organic compounds
  2. 14.2 Classification of organic compounds
  3. 14.3 Molecular structure and its effect on boiling points
  4. 14.4 Free radicals, nucleophiles and electrophiles