Unsur dalam Kala 3 dan unsur peralihan

Halaman ini meliputi satu standard kandungan Tingkatan 4 sahaja: unsur dalam Kala 3 dan unsur peralihan. Ia mempunyai dua bahagian, trend yang anda lihat apabila bergerak merentasi kala, dan sifat istimewa logam peralihan, dan peperiksaan menguji kedua-duanya. Pelajari corak Kala 3 (logam kepada bukan logam, oksida berbes kepada berasid) dan empat ciri logam peralihan, dan anda telah melindungi standard ini.

Bergerak merentasi Kala 3

Kala 3 bermula dari natrium (Na) hingga argon (Ar): Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, Ar. Apabila anda bergerak dari kiri ke kanan merentasi kala, nombor proton bertambah satu setiap kali, dan bilangan elektron valens bertambah dari 1 kepada 8. Beberapa sifat berubah secara teratur:

• Sifat berlogam kepada bukan logam. Unsur berubah daripada logam (natrium, magnesium, aluminium), melalui metaloid (silikon), kepada bukan logam (fosforus, sulfur, klorin), berakhir dengan gas adi argon.
• Saiz atom (jejari) berkurang merentasi kala. Walaupun elektron ditambah, ia masuk ke dalam bilangan petala yang sama (tiga), manakala nombor proton bertambah. Cas nukleus yang lebih besar menarik elektron dengan lebih kuat, jadi atom menjadi lebih kecil.
• Keelektronegatifan meningkat merentasi kala, kerana atom yang lebih kecil dengan lebih banyak proton menarik elektron ikatan dengan lebih kuat.

Oksida merentasi Kala 3

Titik peperiksaan kegemaran ialah cara sifat asid–bes oksida berubah merentasi Kala 3:

• Logam membentuk oksida berbes, natrium oksida (Na₂O) dan magnesium oksida (MgO) adalah berbes.
• Aluminium oksida (Al₂O₃) adalah amfoterik, ia boleh bertindak balas sebagai asid dan juga bes. Inilah kes istimewa yang perlu diingat.
• Bukan logam membentuk oksida berasid, oksida fosforus, sulfur dan klorin adalah berasid.

Jadi merentasi kala, oksida berubah daripada berbes → amfoterik → berasid, mencerminkan perubahan daripada logam kepada bukan logam.

Unsur peralihan

Unsur peralihan ialah blok logam antara Kumpulan 2 dan Kumpulan 13, contohnya logam Kala 4 dari skandium ke zink, yang termasuk logam biasa seperti besi, kuprum dan zink. Sebagai logam, ia keras dan kuat, dengan takat lebur tinggi, takat didih tinggi dan ketumpatan tinggi. Yang menjadikannya istimewa ialah empat ciri yang anda mesti tahu:

• Ia membentuk ion dengan nombor pengoksidaan berubah-ubah. Contohnya, besi membentuk Fe²⁺ dan Fe³⁺, dan kuprum membentuk Cu⁺ dan Cu²⁺.
• Ia membentuk sebatian dan ion berwarna. Contohnya, larutan Cu²⁺ adalah biru, Fe²⁺ adalah hijau, dan Fe³⁺ adalah perang/kuning.
• Ia bertindak sebagai mangkin. Contohnya, besi ialah mangkin dalam proses Haber dan nikel digunakan dalam penghidrogenan minyak.
• Ia membentuk ion kompleks, di mana ion logam dikelilingi oleh molekul atau ion lain.

Contoh penyelesaian

Soalan. Pertimbangkan unsur Kala 3. (a) Nyatakan dan terangkan cara jejari atom berubah merentasi kala dari natrium ke klorin. (b) Nyatakan cara sifat asid–bes oksida berubah merentasi kala.

Langkah 1, Nyatakan trend jejari atom. Jejari atom berkurang dari natrium ke klorin.

Langkah 2, Terangkan trend. Merentasi kala, nombor proton bertambah, jadi cas nukleus bertambah, tetapi elektron ditambah ke dalam bilangan petala yang sama (tiga petala). Cas nukleus yang lebih besar menarik elektron luar dengan lebih kuat dan menariknya lebih dekat, jadi atom menjadi lebih kecil.

Langkah 3, Nyatakan trend oksida. Oksida berubah daripada berbes (Na₂O, MgO), melalui amfoterik (Al₂O₃), kepada berasid (oksida P, S dan Cl).

Jawapan. (a) Jejari atom berkurang kerana cas nukleus yang bertambah menarik elektron dalam tiga petala yang sama lebih dekat kepada nukleus. (b) Oksida berubah daripada berbes, melalui amfoterik, kepada berasid merentasi kala.

Soalan latihan

Soalan. Besi ialah unsur peralihan. (a) Nyatakan dua ciri istimewa unsur peralihan. (b) Beri satu contoh yang menggambarkan setiap ciri yang anda namakan.

Jawapan. (a) Mana-mana dua daripada: ia membentuk ion dengan nombor pengoksidaan berubah-ubah; ia membentuk sebatian berwarna; ia bertindak sebagai mangkin; ia membentuk ion kompleks. (b) Contohnya: besi membentuk Fe²⁺ dan Fe³⁺ (nombor pengoksidaan berubah-ubah); larutan Fe²⁺ adalah hijau manakala larutan Fe³⁺ adalah perang (sebatian berwarna); besi digunakan sebagai mangkin dalam proses Haber (sifat pemangkinan).

Petua peperiksaan

Dua perangkap menangkap pelajar di sini. Pertama, jejari atom berkurang merentasi kala tetapi bertambah menuruni kumpulan, jangan kelirukan keduanya, dan sentiasa terangkan trend merentasi kala dengan cas nukleus yang bertambah menarik elektron dalam bilangan petala yang sama lebih dekat. Kedua, bagi oksida, ingat kes istimewa: aluminium oksida adalah amfoterik, terletak antara oksida logam yang berbes dan oksida bukan logam yang berasid. Bagi unsur peralihan, hafal empat ciri sebagai satu set, nombor pengoksidaan berubah-ubah, sebatian berwarna, mangkin, ion kompleks, dan sediakan satu contoh konkrit bagi setiap satu, kerana peperiksaan sering meminta anda menggambarkan sesuatu ciri dan bukan sekadar menamakannya.

Mengapa dua bahagian ini dipelajari bersama

Kedua-dua bahagian standard ini berkait: trend merentasi Kala 3 menunjukkan bagaimana sifat berubah secara beransur-ansur dari satu hujung kala ke hujung yang lain, manakala unsur peralihan menunjukkan sekumpulan logam yang tidak mengikut corak mudah kumpulan utama. Sebab logam peralihan sangat berguna dalam industri ialah gabungan ciri istimewanya, kekerasan dan takat lebur tinggi menjadikannya sesuai untuk aloi dan struktur, sifat pemangkinan menjadikannya penting dalam proses pembuatan, dan nombor pengoksidaan berubah-ubah membolehkannya mengambil bahagian dalam pelbagai tindak balas redoks. Apabila anda melihat besi, kuprum atau zink dalam bab kemudian, ingat bahawa ciri-ciri inilah yang menjadikannya penting. Menghubungkan sifat kepada kegunaan sebegini ialah jenis penaakulan yang sering diberi markah penuh dalam soalan berstruktur dan soalan esei.

Kedudukan dalam bab

Standard ini melengkapkan bab Jadual Berkala Unsur dengan menyatukan trend berkala dan memperkenalkan logam peralihan yang akan anda temui semula dalam bab kemudian seperti Redoks dan kimia industri. Ulang kaji trend Kala 3 dan ciri logam peralihan dengan nota ulang kaji dan uji penerangan anda dengan contoh penyelesaian. Dalam kelas 1-ke-1 Kimia SPM dalam talian kami, diajar dalam bahasa Inggeris, dari RM50/jam, guru kami memastikan anda boleh menerangkan trend jejari atom dengan betul dan menggambarkan setiap sifat logam peralihan dengan contoh, iaitu tempat markah bagi standard ini merentasi Kimia SPM.

Ringkasan pantas

• Merentasi Kala 3: unsur berubah logam → metaloid → bukan logam → gas adi, dan saiz atom berkurang.
• Oksida Kala 3 berubah berbes → amfoterik (Al₂O₃) → berasid.
• Unsur peralihan ialah logam keras dengan takat lebur dan ketumpatan tinggi.
• Ciri peralihan: nombor pengoksidaan berubah-ubah, sebatian berwarna, mangkin, ion kompleks.