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.
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.
- IsiDalam kelas yang samaHuraian
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.
ContohButana −0.5 °C berbanding 2-metilpropana −12 °C (Mr sama 58).
- IsiAntara kelas yang berbezaHuraian
Bagi Mr hampir sama, sebatian berkutub (dwikutub-dwikutub) dan yang membentuk ikatan hidrogen bertakat didih lebih tinggi.
ContohButana −0.5 °C < propanal 48 °C < propan-1-ol 97 °C < asid etanoik 118 °C.
Peta pelbagai alirFaktor yang meninggikan takat didih
JadualData takat didih
| Sebatian | Mr | Daya antara molekul utama | Takat didih / °C |
|---|---|---|---|
| Butana CH₃(CH₂)₂CH₃ | 58 | Daya van der Waals (daya serakan) | −0.5 |
| 2-metilpropana (bercabang) | 58 | Daya serakan, sentuhan kurang | −12 |
| Propanal CH₃CH₂CHO | 58 | Daya serakan + dwikutub-dwikutub | 48 |
| Propanon CH₃COCH₃ | 58 | Daya serakan + dwikutub-dwikutub | 56 |
| Propan-1-ol CH₃CH₂CH₂OH | 60 | Ikatan hidrogen | 97 |
| Asid etanoik CH₃COOH | 60 | Ikatan hidrogen (dimer) | 118 |
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).
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.
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
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)
- 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
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.