4.2 Reactions of Period 3 elements with oxygen
Unit ini menerangkan tindak balas unsur Kala 3 dengan oksigen terhad dan berlebihan serta kereaktifan logam Kala 3 terhadap oksigen.
SP 4.2.1Describe the reaction of elements with limited and excess oxygen;
Huraian SPApa yang perlu dikuasai
Untuk guru: kata tugas Describe (Memerihalkan)
Calon perlu memerihalkan tindak balas unsur Kala 3 (Na hingga S) dengan oksigen terhad dan oksigen berlebihan: persamaan seimbang, hasil dan pemerhatian.
- IsiHasil berbeza mengikut bekalan oksigenHuraian
Unsur dengan lebih daripada satu nombor pengoksidaan membentuk oksida lebih rendah dalam oksigen terhad dan oksida lebih tinggi dalam oksigen berlebihan.
ContohP₄ + 3O₂ → P₄O₆ (terhad); P₄ + 5O₂ → P₄O₁₀ (berlebihan). Na membentuk Na₂O (terhad) dan Na₂O₂ (berlebihan).
- IsiPemerhatian pembakaranHuraian
Na nyalaan kuning; Mg nyalaan putih sangat terang; serbuk Al nyalaan putih; S nyalaan biru menghasilkan SO₂ berbau sengit; SO₃ hanya terbentuk dengan mangkin V₂O₅.
ContohPita magnesium yang dibakar dalam balang oksigen menghasilkan abu putih MgO: 2Mg + O₂ → 2MgO.
JadualTindak balas unsur Kala 3 dengan oksigen
| Unsur | Oksigen terhad | Oksigen berlebihan | Pemerhatian |
|---|---|---|---|
| Na | 4Na + O₂ → 2Na₂O | 2Na + O₂ → Na₂O₂ (peroksida) | Terbakar cergas, nyalaan kuning, pepejal putih |
| Mg | 2Mg + O₂ → 2MgO | 2Mg + O₂ → 2MgO | Nyalaan putih sangat terang, pepejal putih |
| Al | 4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃ | 4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃ | Serbuk terbakar dengan nyalaan putih; kepingan dilindungi lapisan oksida |
| Si | Si + O₂ → SiO₂ | Si + O₂ → SiO₂ | Bertindak balas perlahan pada suhu tinggi |
| P | P₄ + 3O₂ → P₄O₆ | P₄ + 5O₂ → P₄O₁₀ | Fosforus putih terbakar spontan di udara, asap putih |
| S | S + O₂ → SO₂ | S + O₂ → SO₂; SO₃ hanya dengan mangkin: 2SO₂ + O₂ ⇌ 2SO₃ (V₂O₅) | Nyalaan biru, gas berbau sengit |
| Cl, Ar | Tiada tindak balas langsung | Tiada tindak balas langsung | Oksida klorin disediakan secara tidak langsung |
Poin utamaPerkara 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⁻.
SP 4.2.2Explain the reactivity of metals with oxygen.
Huraian SPApa yang perlu dikuasai
Untuk guru: kata tugas Explain (Menerangkan)
Calon perlu menerangkan kereaktifan logam Kala 3 (Na, Mg, Al) terhadap oksigen berdasarkan kemudahan atom melepaskan elektron valens.
- IsiKereaktifan berkurang Na > Mg > AlHuraian
Jumlah tenaga pengionan untuk membentuk kation bertambah dari Na⁺ (1 elektron) ke Mg²⁺ (2) dan Al³⁺ (3), maka sifat elektropositif berkurang.
ContohNa terbakar cergas apabila dipanaskan sedikit; Mg perlu dinyalakan; Al dalam bentuk kepingan sukar terbakar.
- IsiLapisan oksida pelindung AlHuraian
Al membentuk lapisan Al₂O₃ nipis dan tidak telap yang menghalang tindak balas lanjut, maka kelihatan kurang reaktif pada suhu bilik.
ContohBingkai tingkap aluminium tidak terhakis walaupun terdedah kepada udara bertahun-tahun.
Peta alirKereaktifan logam Kala 3 terhadap oksigen
- Dari Na ke Al, tenaga pengionan (jumlah) yang diperlukan untuk membentuk kation bertambah.
- Atom semakin sukar melepaskan elektron valens; sifat elektropositif berkurang.
- Kereaktifan dengan oksigen berkurang: Na > Mg > Al.
- Al juga dilindungi lapisan Al₂O₃ yang nipis dan tidak telap, maka kelihatan kurang reaktif pada suhu bilik.
Tahukah andaTahukah 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.
Ingat: mnemonik & kad imbas
Kad imbas
- Hasil Na dibakar dalam oksigen berlebihan
- Natrium peroksida, Na₂O₂
- Oksida fosforus dalam oksigen terhad / berlebihan
- P₄O₆ / P₄O₁₀
- Warna nyalaan sulfur terbakar
- Biru, menghasilkan SO₂
- Turutan kereaktifan logam Kala 3 dengan oksigen
- Na > Mg > Al
- Mengapa Al kelihatan tidak reaktif pada suhu bilik?
- Dilindungi lapisan oksida Al₂O₃ yang tidak telap
Semak kefahaman
Tulis persamaan pembakaran fosforus, P₄, dalam oksigen terhad. (SP 4.2.1)
Lihat jawapan
P₄ + 3O₂ → P₄O₆.
Susun Na, Mg dan Al mengikut kereaktifan menurun terhadap oksigen. (SP 4.2.2)
Lihat jawapan
Na > Mg > Al.
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 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
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.