Langkau ke kandungan
Kimia · Tingkatan 5 (SPM) · 2.0 SEBATIAN KARBON

2.2 Siri homolog

Anda akan menerangkan siri homolog, membina formula molekul dan struktur serta menamakan ahlinya, dan menghuraikan perubahan sifat fiziknya.

  • KSSM
  • 3 SP
  • 14 latihan
  • Percuma

SP 2.2.1Menerangkan siri homolog.

Huraian SPApa yang perlu dikuasai

Untuk guru: kata tugas Menerangkan

Murid perlu menerangkan maksud, contoh dan ciri siri homolog, serta kumpulan berfungsi dan formula am bagi alkana, alkena, alkuna, alkohol, asid karboksilik dan ester.

  1. IsiMaksud dan ciri siri homolog
    Huraian

    Siri homolog ialah sekumpulan sebatian organik yang mempunyai formula am dan kumpulan berfungsi yang sama. Ahli berturutan berbeza satu kumpulan CH₂, mempunyai sifat kimia serupa, sifat fizik berubah secara beransur-ansur dan boleh disediakan dengan kaedah serupa.

    Contoh

    Metana CH₄, etana C₂H₆ dan propana C₃H₈ ialah ahli alkana; setiap ahli berturutan bertambah CH₂ (14 g mol⁻¹).

  2. IsiKumpulan berfungsi dan formula am
    Huraian

    Alkana CₙH₂ₙ₊₂ (ikatan tunggal C–C); alkena CₙH₂ₙ (C=C); alkuna CₙH₂ₙ₋₂ (C≡C); alkohol CₙH₂ₙ₊₁OH (hidroksil –OH); asid karboksilik CₙH₂ₙ₊₁COOH (karboksil –COOH); ester CₙH₂ₙ₊₁COOCₘH₂ₘ₊₁ (karboksilat –COO–).

    Contoh

    C₃H₆ ialah alkena (n = 3), C₃H₄ ialah alkuna, C₂H₅COOH ialah asid karboksilik (asid propanoik), CH₃COOCH₃ ialah ester (metil etanoat).

Peta buihCiri siri homolog

Siri homolog
Formula am yang samaKumpulan berfungsi yang samaSifat kimia yang serupaAhli berturutan berbeza satu CH₂ (14 g mol⁻¹)Sifat fizik berubah secara beransur-ansurBoleh disediakan dengan kaedah yang serupa
SP 2.2.1

JadualSiri homolog, formula am dan kumpulan berfungsi

Siri homologFormula amKumpulan berfungsiAhli pertama
AlkanaCₙH₂ₙ₊₂, n ≥ 1Ikatan tunggal C–CMetana, CH₄
AlkenaCₙH₂ₙ, n ≥ 2Ikatan ganda dua C=CEtena, C₂H₄
AlkunaCₙH₂ₙ₋₂, n ≥ 2Ikatan ganda tiga C≡CEtuna, C₂H₂
AlkoholCₙH₂ₙ₊₁OH, n ≥ 1Hidroksil, –OHMetanol, CH₃OH
Asid karboksilikCₙH₂ₙ₊₁COOH, n ≥ 0Karboksil, –COOHAsid metanoik, HCOOH
EsterCₙH₂ₙ₊₁COOCₘH₂ₘ₊₁, n ≥ 0, m ≥ 1Karboksilat, –COO–Metil metanoat, HCOOCH₃
SP 2.2.1SP 2.2.2

SP 2.2.2Membina formula molekul dan formula struktur dan menamakan ahli siri homolog.

Huraian SPApa yang perlu dikuasai

Untuk guru: kata tugas Membina

Murid perlu membina formula molekul dan formula struktur rantai lurus serta menamakan ahli siri homolog mengikut IUPAC: sepuluh ahli pertama alkana, sembilan ahli pertama alkena, enam ahli pertama alkuna, alkohol dan asid karboksilik.

  1. IsiMembina formula molekul
    Huraian

    Gantikan n dalam formula am. Bilangan ahli: alkana n = 1 hingga 10, alkena n = 2 hingga 10 (sembilan ahli), alkuna n = 2 hingga 7, alkohol n = 1 hingga 6, asid karboksilik dengan 1 hingga 6 atom karbon.

    Contoh

    Alkana n = 8: C₈H₁₈ (oktana). Alkuna n = 3: C₃H₄ (propuna). Alkohol n = 4: C₄H₉OH (butanol). Asid karboksilik 3 karbon: C₂H₅COOH (asid propanoik).

  2. IsiMelukis formula struktur dan menamakan
    Huraian

    Lukis rantai karbon lurus, letak kumpulan berfungsi, lengkapkan setiap karbon dengan empat ikatan menggunakan hidrogen. Nama = imbuhan bilangan karbon (met-, et-, prop-, but-, pent-, heks-, hept-, okt-, non-, dek-) + akhiran (-ana, -ena, -una, -ol, asid ...-oik) dengan nombor kedudukan dari hujung terdekat.

    Contoh

    CH₂=CH–CH₂–CH₃ ialah but-1-ena; CH≡C–CH₃ ialah propuna; CH₃–CH₂–CH₂–OH ialah propan-1-ol; CH₃–CH₂–COOH ialah asid propanoik.

Peta alirContoh: membina dan menamakan alkena dengan 4 atom karbon

  1. Formula am alkena CₙH₂ₙ, n = 4.
  2. Formula molekul: C₄H₈.
  3. Imbuhan bagi 4 karbon = but-; akhiran alkena = -ena.
  4. Formula struktur rantai lurus: CH₂=CH–CH₂–CH₃.
  5. Nombor kedudukan C=C dari hujung terdekat: karbon 1, maka namanya but-1-ena.
  6. Jisim molekul relatif: 4(12) + 8(1) = 56.
SP 2.2.2

IstilahImbuhan bilangan karbon

Met-
1 karbon
Et-
2 karbon
Prop-
3 karbon
But-
4 karbon
Pent-
5 karbon
Heks-
6 karbon
Hept-
7 karbon
Okt-
8 karbon
Non-
9 karbon
Dek-
10 karbon
SP 2.2.2

SP 2.2.3Menghuraikan sifat fizik untuk sebatian dalam sesuatu siri homolog.

Huraian SPApa yang perlu dikuasai

Untuk guru: kata tugas Menghuraikan

Murid perlu menghuraikan sifat fizik sebatian dalam siri homolog (keadaan fizik, takat lebur dan takat didih, ketumpatan, keterlarutan, kekonduksian) dan perubahannya apabila bilangan atom karbon per molekul bertambah.

  1. IsiSifat fizik umum
    Huraian

    Hidrokarbon tidak larut dalam air tetapi larut dalam pelarut organik, kurang tumpat daripada air dan tidak mengkonduksi elektrik. Alkohol dan asid karboksilik dengan rantai pendek larut dalam air.

    Contoh

    Petrol terapung di atas air dan tidak bercampur; etanol bercampur sepenuhnya dengan air.

  2. IsiPerubahan apabila bilangan karbon bertambah
    Huraian

    Saiz molekul bertambah, daya tarikan antara molekul semakin kuat, maka takat lebur dan takat didih meningkat. Keadaan fizik berubah daripada gas kepada cecair kemudian pepejal; ketumpatan bertambah; keterlarutan alkohol dan asid karboksilik dalam air berkurang.

    Contoh

    Metana hingga butana ialah gas pada suhu bilik, pentana hingga beberapa ahli seterusnya cecair; etanol larut dalam air tetapi heksanol kurang larut.

Peta pelbagai alirPerubahan sifat fizik apabila bilangan karbon bertambah

SebabBilangan atom karbon per molekul bertambahSaiz molekul semakin besar
Daya tarikan antara molekul semakin kuat
AkibatTakat lebur dan takat didih meningkat; lebih banyak tenaga haba diperlukanKeadaan fizik berubah daripada gas (C1 – C4 alkana) kepada cecair dan pepejalKetumpatan bertambahKelikatan bertambah, kebolehbakaran berkurang dan jelaga bertambah
SP 2.2.3

Poin utamaSifat fizik lain

  • Hidrokarbon tidak larut dalam air tetapi larut dalam pelarut organik.
  • Hidrokarbon tidak mengkonduksi elektrik kerana terdiri daripada molekul.
  • Alkohol dan asid karboksilik rendah larut dalam air; kelarutan berkurang apabila rantai karbon bertambah panjang.
  • Ester berbau wangi buah dan kurang tumpat daripada air.
SP 2.2.3

Ingat: mnemonik & kad imbas

Mnemonik

MEPBPHHOND
Mak Emak Pergi Beli Pisang Hijau Harga Ongkos Naik Dua: Met, Et, Prop, But, Pent, Heks, Hept, Okt, Non, Dek.

Kad imbas

Formula am alkana
CₙH₂ₙ₊₂
Beza ahli berturutan siri homolog
CH₂ (14 g mol⁻¹)
Kumpulan berfungsi alkohol
Hidroksil, –OH
Formula molekul propana
C₃H₈
Kesan bilangan karbon bertambah
Takat didih meningkat

Semak kefahaman

  1. Nyatakan dua ciri siri homolog. (SP 2.2.1)

    Lihat jawapan

    Ahli siri homolog mempunyai formula am yang sama, kumpulan berfungsi yang sama, sifat kimia yang serupa, dan ahli berturutan berbeza satu kumpulan CH₂.

  2. Tulis formula molekul dan nama alkana yang mempunyai 7 atom karbon. (SP 2.2.2)

    Lihat jawapan

    Heptana, C₇H₁₆, kerana bilangan hidrogen = 2 × 7 + 2 = 16.

  3. Mengapakah takat didih alkana meningkat apabila bilangan atom karbon per molekul bertambah? (SP 2.2.3)

    Lihat jawapan

    Saiz molekul bertambah, maka daya tarikan antara molekul semakin kuat dan lebih banyak tenaga haba diperlukan untuk mengatasinya.

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

Tahap Penguasaan (TP)

TPTafsiran
TP1Mengingat kembali pengetahuan dan kemahiran asas mengenai sebatian karbon.
TP2Memahami sebatian karbon serta dapat menjelaskan kefahaman tersebut dengan contoh.
TP3Mengaplikasikan pengetahuan mengenai sebatian karbon untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan dapat melaksanakan tugasan mudah.
TP4Menganalisis pengetahuan mengenai sebatian karbon dalam konteks penyelesaian masalah mengenai kejadian atau fenomena alam.
TP5Menilai pengetahuan mengenai sebatian karbon dalam konteks penyelesaian masalah dan membuat keputusan untuk melaksanakan satu tugasan.
TP6Merekacipta menggunakan pengetahuan mengenai sebatian karbon dalam konteks penyelesaian masalah dan membuat keputusan atau dalam melaksanakan aktiviti/ tugasan dalam situasi baharu secara kreatif dan inovatif dengan mengambil kira nilai sosial/ ekonomi/ budaya masyarakat.
Untuk guru: cadangan aktiviti mencapai TP (6)
  1. TP1

    Mengingat kembali pengetahuan dan kemahiran asas mengenai sebatian karbon.

    Aktiviti: Individu, 10 minit: murid memadankan nama alkana, alkena dan alkohol dengan formula am dan kumpulan berfungsi mengikut kad yang diberi.

    Evidens PBD: Kad padanan yang disemak oleh guru serta soal jawab lisan.

    SP disasar: 2.2.1 · Latihan sepadan: aras Mengingat
  2. TP2

    Memahami sebatian karbon serta dapat menjelaskan kefahaman tersebut dengan contoh.

    Aktiviti: Berpasangan, 15 minit: murid menerangkan ciri siri homolog dengan contoh alkana, iaitu formula am sama, beza satu CH₂ dan sifat kimia serupa.

    Evidens PBD: Penerangan lisan dan nota pada lembaran.

    SP disasar: 2.2.1 · Latihan sepadan: aras Memahami
  3. TP3

    Mengaplikasikan pengetahuan mengenai sebatian karbon untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan dapat melaksanakan tugasan mudah.

    Aktiviti: Kumpulan, 20 minit: murid membina model molekul alkena dengan 4 atom karbon menggunakan plastisin, menulis formula molekul dan struktur, lalu menamakan alkena itu menggunakan imbuhan bilangan karbon.

    Evidens PBD: Model, formula struktur dan nama yang betul.

    SP disasar: 2.2.2 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi
  4. TP4

    Menganalisis pengetahuan mengenai sebatian karbon dalam konteks penyelesaian masalah mengenai kejadian atau fenomena alam.

    Aktiviti: Kumpulan, 25 minit: murid memplot takat didih melawan bilangan karbon bagi alkana, menghuraikan corak peningkatan dan menjelaskan sebabnya dari segi saiz molekul dan daya tarikan.

    Evidens PBD: Graf yang diplot dan huraian corak.

    SP disasar: 2.2.3 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
  5. TP5

    Menilai pengetahuan mengenai sebatian karbon dalam konteks penyelesaian masalah dan membuat keputusan untuk melaksanakan satu tugasan.

    Aktiviti: Kumpulan, 25 minit: murid menilai kebolehpercayaan ramalan takat didih ahli siri homolog yang tidak diberi daripada graf, lalu membuat keputusan ahli yang sesuai sebagai bahan api cecair.

    Evidens PBD: Ramalan berjustifikasi dan rubrik hujah.

    SP disasar: 2.2.3, 2.2.1 · Latihan sepadan: aras Menilai dan Menghayati
  6. TP6

    Merekacipta menggunakan pengetahuan mengenai sebatian karbon dalam konteks penyelesaian masalah dan membuat keputusan atau dalam melaksanakan aktiviti/ tugasan dalam situasi baharu secara kreatif dan inovatif dengan mengambil kira nilai sosial/ ekonomi/ budaya masyarakat.

    Aktiviti: Kumpulan, 30 minit: murid mereka permainan kad 'Siri Homolog' yang menuntut pemain membina formula dan nama ahli siri baharu, kemudian menguji kad itu bersama kumpulan lain.

    Evidens PBD: Set kad dan rubrik kreativiti dan ketepatan.

    SP disasar: 2.2.2, 2.2.1 · Latihan sepadan: aras Mencipta

Cadangan sahaja; TP rasmi ditentukan guru melalui pertimbangan profesional (PBD). Buka unit dan latihan

Siapkan unit ini dalam mod interaktif untuk mendapat bintang, anggaran TP dan Kad Tahniah. Siapkan semua 22 unit Kimia Tingkatan 5 untuk Sijil Penghargaan SistemGuru.My.

Unit lain dalam 2.0 SEBATIAN KARBON

  1. 2.1 Jenis-jenis sebatian karbon
  2. 2.2 Siri homolog
  3. 2.3 Sifat kimia dan saling pertukaran antara siri homolog
  4. 2.4 Isomer dan penamaan mengikut IUPAC