Contoh penyelesaian: Jirim dan Struktur Atom

Kerjakan setiap contoh dengan menutup jawapan, mencubanya sendiri, kemudian menyemak kaedah anda terhadap penyelesaian. Setiap contoh menandakan kesilapan yang paling kerap mengorbankan markah. Ini soalan asli dalam gaya SPM, bukan kertas tahun lepas.

Contoh 1, Susunan zarah dalam tiga keadaan

Soalan. Terangkan, dari segi zarah, mengapa gas mengisi mana-mana bekas yang diletakkannya tetapi pepejal mengekalkan bentuk tetap.

Penyelesaian. Dalam gas, zarah berjauhan dengan daya tarikan yang boleh diabaikan antaranya, jadi ia bergerak bebas dan rawak pada kelajuan tinggi dan tersebar untuk memenuhi seluruh bekas. Dalam pepejal, zarah dipegang rapat dalam susunan tetap dan teratur oleh daya tarikan yang kuat, jadi ia hanya boleh bergetar pada kedudukan tetap dan tidak boleh berpindah dari satu tempat ke tempat lain, bentuk kekal tetap.

Kesilapan lazim: menerangkan apa yang berlaku tanpa menyebut daya tarikan. Daya itulah sebabnya, dan sebab itu yang membawa markah.

Contoh 2, Membaca lengkung pemanasan

Soalan. Satu pepejal dipanaskan pada kadar sekata. Suhunya naik, kemudian kekal malar untuk satu tempoh, kemudian naik semula. Terangkan mengapa suhu kekal malar.

Penyelesaian. Suhu malar itu ialah takat lebur. Dalam tempoh ini haba yang dibekalkan digunakan untuk mengatasi daya tarikan yang memegang zarah dalam kekisi pepejal supaya ia boleh bergerak lebih bebas, bukan untuk menambah tenaga kinetiknya. Kerana tenaga kinetik purata tidak berubah, suhu tidak naik sehingga peleburan selesai.

Kesilapan lazim: menulis “haba disimpan” atau “tiada haba ditambah”. Haba masih dibekalkan; ia digunakan untuk melemahkan daya, bukan menaikkan suhu.

Contoh 3, Lengkung penyejukan

Soalan. Apabila cecair disejukkan, suhunya turun dan kemudian kekal malar semasa ia membeku. Terangkan bahagian mendatar pada lengkung penyejukan.

Penyelesaian. Semasa cecair membeku, zarah menjadi lebih rapat dan daya tarikan terbentuk antaranya, membebaskan tenaga haba kepada persekitaran. Tenaga yang dibebaskan ini mengimbangi haba yang hilang, jadi suhu kekal malar pada takat beku sehingga semua cecair memejal.

Kesilapan lazim: mengatakan suhu malar “kerana ia membeku” tanpa menyebut bahawa tenaga dibebaskan apabila daya terbentuk.

Contoh 4, Resapan

Soalan. Beberapa titis cecair bromin diletakkan di dasar balang gas. Selepas seketika warna perang tersebar ke seluruh balang. Namakan proses itu dan terangkannya menggunakan teori kinetik. Nyatakan satu faktor yang menjadikannya lebih laju.

Penyelesaian. Prosesnya ialah resapan. Bromin menyejat membentuk gas yang zarahnya bergerak secara berterusan dan rawak; ia bergerak dari kawasan berkepekatan tinggi di dasar ke kawasan berkepekatan lebih rendah, menyebarkan warna perang ke seluruh balang. Menaikkan suhu menjadikan resapan lebih laju, kerana zarah memperoleh tenaga kinetik dan bergerak lebih laju.

Kesilapan lazim: memanggil pergerakan itu “penyebaran” tanpa menamakan resapan atau mengaitkannya dengan zarah yang bergerak.

Contoh 5, Perkembangan model atom

Soalan. Nyatakan sumbangan Rutherford kepada model atom, dan namakan saintis yang menemui neutron.

Penyelesaian. Rutherford mencadangkan model bernukleus: atom mempunyai nukleus kecil, padat dan bercas positif di tengahnya, dengan elektron bergerak dalam ruang yang kebanyakannya kosong di sekelilingnya. Neutron ditemui oleh James Chadwick.

Kesilapan lazim: mengelirukan saintis, contohnya mengaitkan Rutherford dengan elektron (itu Thomson) atau dengan petala tetap (itu Bohr).

Contoh 6, Zarah subatom daripada simbol

Soalan. Satu atom diwakili dengan nombor nukleon 23 dan nombor proton 11. Nyatakan bilangan proton, neutron dan elektron dalam atom neutral unsur ini.

Penyelesaian. Nombor proton ialah 11, jadi terdapat 11 proton. Dalam atom neutral bilangan elektron bersamaan bilangan proton, jadi terdapat 11 elektron. Bilangan neutron bersamaan nombor nukleon tolak nombor proton: 23 − 11 = 12 neutron.

Kesilapan lazim: menolak secara terbalik, atau lupa bahawa elektron bersamaan proton hanya dalam atom neutral (bukan dalam ion).

Contoh 7, Mengenal pasti isotop

Soalan. Tiga atom mempunyai komposisi ini: P mempunyai 17 proton dan 18 neutron; Q mempunyai 17 proton dan 20 neutron; R mempunyai 18 proton dan 17 neutron. Yang mana dua ialah isotop, dan mengapa? Nyatakan satu sifat yang dikongsi dan satu yang berbeza.

Penyelesaian. P dan Q ialah isotop, kerana ia mempunyai nombor proton yang sama (17), jadi ia atom bagi unsur yang sama, tetapi nombor nukleon yang berbeza (35 dan 37) kerana bilangan neutron berbeza. Ia berkongsi sifat kimia yang sama, kerana mempunyai susunan elektron yang sama; ia berbeza pada sifat fizik seperti ketumpatan, kerana mempunyai jisim berbeza. R ialah unsur yang berlainan (18 proton).

Kesilapan lazim: memilih atom dengan nombor nukleon yang sama dan bukannya nombor proton yang sama.

Contoh 8, Susunan elektron

Soalan. Satu atom mempunyai 17 elektron. Tulis susunan elektronnya, nyatakan bilangan elektron valens, dan berikan kumpulan dan kalanya dalam jadual berkala.

Penyelesaian. Isi petala dari dalam: 2 dalam petala pertama, 8 dalam petala kedua, meninggalkan 7 untuk petala ketiga. Susunan elektronnya ialah 2.8.7. Terdapat 7 elektron valens (petala terluar). Bilangan elektron valens memberi kumpulan, jadi ia dalam Kumpulan 17; bilangan petala yang terisi memberi kala, jadi ia dalam Kala 3.

Kesilapan lazim: mengisi berlebihan petala kedua atau menulis petala dalam urutan salah, sentiasa isi dari petala paling dalam dahulu, dan jangan sekali-kali melebihi 2, 8, 8 bagi dua puluh unsur pertama.

Contoh 9, Pemejalwapan

Soalan. Apabila hablur iodin pepejal dipanaskan dengan perlahan, wap ungu terbentuk dan tiada cecair kelihatan. Namakan perubahan keadaan ini dan huraikan perubahan dalam susunan zarah.

Penyelesaian. Perubahan itu ialah pemejalwapan, pepejal bertukar terus kepada gas tanpa melalui keadaan cecair. Apabila dipanaskan, zarah memperoleh tenaga kinetik yang cukup untuk mengatasi daya tarikan dan terlepas terus dari susunan pepejal yang tetap, teratur dan rapat kepada susunan gas yang berjauhan dan bergerak secara rawak.

Kesilapan lazim: menamakannya “penyejatan” atau “peleburan”. Pemejalwapan berlaku terus dari pepejal ke gas, tanpa peringkat cecair.

Contoh 10, Memampatkan gas

Soalan. Terangkan, dari segi zarah, mengapa gas boleh dimampatkan kepada isi padu yang jauh lebih kecil tetapi cecair tidak boleh.

Penyelesaian. Dalam gas, zarah berjauhan dengan ruang kosong yang besar antaranya, jadi menekan dengan tekanan menolak zarah lebih rapat dan mengurangkan isi padu dengan banyak. Dalam cecair, zarah sudah pun rapat dengan sangat sedikit ruang antaranya, jadi ia tidak boleh ditolak lebih rapat secara ketara, dan cecair menahan pemampatan dengan kuat.

Kesilapan lazim: mengatakan gas termampat “kerana ia ringan”, kebolehmampatan bergantung pada jarak antara zarah, bukan pada seberat mana zarah itu.

Menggunakan contoh ini

Perhatikan bahawa setiap jawapan sama ada menerangkan zarah dan dayanya, bekerja kemas daripada dua nombor, atau mengisi petala dalam urutan ketat, tabiat yang dihargai bab ini. Setelah kaedah terasa automatik, teruskan ke soalan latihan dan tanda diri anda dengan cara yang sama. Seorang guru satu-ke-satu boleh menyemak bahawa jawapan lengkung pemanasan dan isotop anda lengkap, iaitu tepatnya tempat markah diperoleh atau hilang dalam kertas bertulis Kimia SPM.