Jirim dan teori kinetik jirim

Halaman ini meliputi satu standard kandungan Tingkatan 4 sahaja: jirim dan teori kinetik jirim. Ia membuka bab Jirim dan Struktur Atom dan memberi anda model zarah yang akan anda gunakan untuk menerangkan keadaan jirim, perubahan keadaan, pelarutan, resapan dan sifat gas sepanjang Kimia SPM. Setelah anda boleh memerihalkan zarah dengan yakin, sekumpulan besar jawapan peperiksaan menjadi rutin.

Apakah itu jirim

Jirim ialah apa-apa yang mempunyai jisim dan menempati ruang (mempunyai isipadu). Segala-galanya di sekeliling anda, udara, air, kuprum, badan anda sendiri, ialah jirim. Semua jirim terdiri daripada zarah yang amat kecil dan diskret: atom, molekul atau ion. Zarah ini terlalu kecil untuk dilihat, tetapi cara ia disusun dan cara ia bergerak menerangkan segala yang anda perhatikan tentang sesuatu bahan.

Teori kinetik jirim

Teori kinetik jirim menyatakan bahawa:

• Jirim terdiri daripada zarah yang sangat kecil.
• Zarah sentiasa bergerak secara rawak dan berterusan, lalu memiliki tenaga kinetik.
• Semakin tinggi suhu, semakin besar tenaga kinetik dan semakin laju zarah bergerak.
• Terdapat daya tarikan antara zarah; kekuatan daya ini bergantung pada sejauh mana zarah berjauhan.

Beberapa idea ini sangat berkuasa kerana ia membolehkan anda menerangkan tiga keadaan jirim dan perubahan antaranya tanpa menghafal fakta berasingan bagi setiap satu.

Tiga keadaan jirim

Pepejal, cecair dan gas berbeza pada tiga perkara yang harus anda sebut bersama-sama sentiasa: susunan zarah, daya tarikan antaranya, dan pergerakan (tenaga kinetik) zarah.

• Pepejal, zarah tersusun rapat dalam aturan yang teratur dan tetap, dipegang oleh daya tarikan yang kuat. Zarah hanya boleh bergetar dan berputar pada kedudukan tetap, jadi pepejal mempunyai bentuk tetap dan isipadu tetap.
• Cecair, zarah masih rapat tetapi tersusun secara rawak (tidak teratur), dengan daya tarikan yang lebih lemah berbanding pepejal. Zarah boleh bergerak dan menggelongsor melepasi satu sama lain, jadi cecair mempunyai isipadu tetap tetapi tiada bentuk tetap (mengambil bentuk bekasnya).
• Gas, zarah sangat berjauhan dalam susunan yang rawak sepenuhnya, dengan daya tarikan yang sangat lemah, hampir boleh diabaikan. Zarah bergerak bebas, laju dan rawak ke semua arah, jadi gas tiada bentuk tetap dan tiada isipadu tetap dan memenuhi seluruh bekasnya.

Idea utama. Apabila anda membandingkan keadaan jirim, jawab dengan tiga istilah yang sama setiap kali, susunan, daya tarikan, dan pergerakan zarah. Perbandingan yang menyebut ketiga-tiganya memperoleh markah penuh; yang hanya menyebut “rapat” atau “berjauhan” tidak.

Bukti zarah bergerak

Dua pemerhatian harian menyokong teori kinetik. Resapan ialah penyebaran zarah dari kawasan yang lebih sesak ke kawasan yang kurang sesak, disebabkan pergerakan rawaknya, contohnya, hablur berwarna merebak dalam air yang tenang, atau bau memenuhi bilik. Gerakan Brown ialah pergerakan kecil, rawak dan tersentak bagi zarah yang boleh dilihat (seperti zarah asap atau debunga) yang disebabkan perlanggaran zarah halus yang bergerak laju dan tidak dapat dilihat; ia bukti langsung bahawa zarah sentiasa bergerak.

Contoh penyelesaian

Soalan. Sebutir hablur ungu kalium manganat(VII) diletakkan di dasar bikar berisi air sejuk yang tenang. Selepas beberapa ketika, seluruh larutan bertukar ungu, dan ia berlaku lebih cepat jika air itu suam. Gunakan teori kinetik untuk menerangkan kedua-dua pemerhatian.

Langkah 1, Kenal pasti proses. Warna merebak kerana zarah kalium manganat(VII) bergerak dari tempat yang sesak (berhampiran hablur) ke tempat yang kurang sesak. Penyebaran ini ialah resapan.

Langkah 2, Terangkan pergerakan. Zarah bahan larut dan zarah air kedua-duanya bergerak secara rawak dan berterusan. Sambil bergerak dan berlanggar, zarah berwarna bercampur sama rata secara beransur-ansur ke seluruh air, jadi seluruh larutan bertukar ungu.

Langkah 3, Terangkan kesan suhu. Apabila air lebih suam, zarah mempunyai tenaga kinetik yang lebih besar dan bergerak lebih laju. Pergerakan lebih laju bermakna zarah berwarna merebak lebih cepat, jadi larutan bertukar ungu dalam masa yang lebih singkat.

Jawapan. Larutan bertukar ungu kerana zarah yang sentiasa bergerak meresap dan bercampur; ia berlaku lebih cepat dalam air suam kerana suhu lebih tinggi memberi zarah tenaga kinetik lebih besar, jadi ia bergerak dan meresap dengan lebih pantas.

Soalan latihan

Soalan. Menggunakan teori kinetik jirim, terangkan mengapa pepejal mempunyai bentuk tetap dan isipadu tetap, manakala gas tidak mempunyai kedua-duanya.

Jawapan. Dalam pepejal, zarah tersusun rapat dalam aturan teratur dan dipegang oleh daya tarikan yang kuat, jadi ia hanya boleh bergetar pada kedudukan tetap dan tidak boleh berpindah tempat, ini memberi pepejal bentuk tetap dan isipadu tetap. Dalam gas, zarah sangat berjauhan dengan daya tarikan yang sangat lemah dan bergerak bebas serta rawak ke semua arah, jadi gas tiada bentuk tetap dan tiada isipadu tetap dan merebak memenuhi mana-mana bekas.

Petua peperiksaan

Bagi mana-mana soalan “terangkan dari segi zarah”, susun jawapan anda di sekitar tiga perkara yang sama, susunan, daya tarikan, dan pergerakan/tenaga kinetik, dan sentiasa kaitkan pergerakan laju dengan suhu lebih tinggi. Perangkap yang lazim ialah memerihalkan gas hanya sebagai “zarah yang berjauhan” sambil terlupa menyebut bahawa daya tarikan sangat lemah dan pergerakannya laju serta rawak; skema pemarkahan biasanya mahukan ketiga-tiga idea. Gunakan istilah tepat resapan untuk penyebaran dan gerakan Brown untuk pergerakan tersentak zarah yang boleh dilihat, dan jangan sekali-kali berkata zarah “hilang”, ia hanya merebak.

Kedudukan dalam bab

Ini standard pertama bab Jirim dan Struktur Atom, dan ia menyalur terus ke standard seterusnya tentang perubahan keadaan jirim. Untuk mengulang kaji seluruh bab secara berurutan, gunakan nota ulang kaji, dan untuk melihat lebih banyak jawapan model zarah diselesaikan langkah demi langkah, kerjakan contoh penyelesaian. Dalam kelas 1-ke-1 Kimia SPM dalam talian kami, diajar dalam bahasa Inggeris, dari RM50/jam, guru kami memastikan perbandingan keadaan jirim anda sentiasa meliputi susunan, daya dan pergerakan, kerana di situlah markah penuh diperoleh atau hilang. Kukuhkan model zarah di sini dan idea kemudian seperti perubahan keadaan dan sifat gas menyusul dengan mudah.

Ringkasan pantas

• Jirim mempunyai jisim dan menempati ruang, serta terdiri daripada zarah kecil yang bergerak.
• Teori kinetik: zarah bergerak berterusan; suhu lebih tinggi bermakna tenaga kinetik lebih besar dan pergerakan lebih laju.
• Bandingkan pepejal, cecair dan gas melalui susunan, daya tarikan, dan pergerakan.
• Resapan dan gerakan Brown ialah bukti bahawa zarah sentiasa bergerak.