Kumpulan dan kala dalam jadual berkala

Halaman ini meliputi satu standard kandungan Tingkatan 4 sahaja: kumpulan dan kala dalam jadual berkala. Ia salah satu kemahiran paling berguna dalam seluruh bab, kerana sebaik sahaja anda boleh membaca kumpulan dan kala terus daripada susunan elektron, anda boleh meramalkan cara sesuatu unsur berkelakuan tanpa menghafal setiap unsur. Ia diperiksa dalam hampir setiap kertas, jadi berbaloi dikuasai sepenuhnya.

Apa itu kumpulan

Kumpulan ialah lajur menegak dalam jadual berkala. Fakta paling penting untuk diingat ialah semua unsur dalam kumpulan yang sama mempunyai bilangan elektron valens yang sama (elektron dalam petala terluar). Oleh sebab sifat kimia ditentukan oleh elektron valens, unsur dalam kumpulan yang sama mempunyai sifat kimia yang serupa dan bertindak balas dengan cara yang serupa. Terdapat 18 kumpulan. Dalam sukatan pelajaran KSSM kita menggunakan penomboran Kumpulan 1, Kumpulan 2, kemudian Kumpulan 13 hingga Kumpulan 18 bagi kumpulan utama, dengan unsur peralihan di antaranya.

• Kumpulan 1 (logam alkali) semuanya mempunyai 1 elektron valens.
• Kumpulan 2 semuanya mempunyai 2 elektron valens.
• Kumpulan 17 (halogen) semuanya mempunyai 7 elektron valens.
• Kumpulan 18 (gas adi) mempunyai petala luar yang penuh (8 elektron valens, kecuali helium yang mempunyai 2).

Apa itu kala

Kala ialah baris mendatar dalam jadual berkala. Semua unsur dalam kala yang sama mempunyai bilangan petala elektron yang sama. Terdapat 7 kala.

• Unsur Kala 1 mempunyai 1 petala yang diisi (hidrogen dan helium).
• Unsur Kala 2 mempunyai 2 petala yang diisi (litium hingga neon).
• Unsur Kala 3 mempunyai 3 petala yang diisi (natrium hingga argon).

Apabila anda bergerak merentasi kala dari kiri ke kanan, bilangan elektron valens bertambah satu setiap kali, dan sifat berubah secara beransur-ansur daripada berlogam (di sebelah kiri) kepada bukan logam (di sebelah kanan), berakhir dengan gas adi.

Membaca kumpulan dan kala daripada susunan elektron

Dua peraturan mudah menghubungkan susunan elektron dengan jadual:

• Bilangan petala yang diisi = kala.
• Bilangan elektron valens = kumpulan (bagi Kumpulan 1 dan 2 secara terus; bagi Kumpulan 13 hingga 18, nombor kumpulan = bilangan elektron valens + 10).

Contohnya, unsur dengan susunan 2.8.1 mempunyai 3 petala (Kala 3) dan 1 elektron valens (Kumpulan 1), ia natrium. Unsur dengan 2.8.7 mempunyai 3 petala (Kala 3) dan 7 elektron valens (Kumpulan 17), ia klorin.

Contoh penyelesaian

Soalan. Satu unsur mempunyai susunan elektron 2.8.2. Nyatakan kumpulan dan kalanya, dan ramalkan sama ada ia logam atau bukan logam.

Langkah 1, Kira petala. Susunan 2.8.2 mempunyai tiga nombor, jadi atom itu mempunyai 3 petala yang diisi. Oleh itu unsur itu berada dalam Kala 3.

Langkah 2, Kira elektron valens. Petala terluar mengandungi 2 elektron, jadi terdapat 2 elektron valens.

Langkah 3, Cari kumpulan. Dua elektron valens meletakkan unsur itu dalam Kumpulan 2 (bagi Kumpulan 1 dan 2, nombor kumpulan sama dengan bilangan elektron valens).

Langkah 4, Ramal logam atau bukan logam. Kumpulan 2 berada di sebelah kiri jadual, jadi unsur itu ialah logam. (Unsur ini ialah magnesium.)

Jawapan. Unsur itu berada dalam Kumpulan 2, Kala 3, dan ia logam.

Soalan latihan

Soalan. Satu unsur X mempunyai susunan elektron 2.8.5. (a) Nyatakan kala X. (b) Nyatakan kumpulan X. (c) Nyatakan sama ada X logam atau bukan logam.

Jawapan. (a) Tiga petala yang diisi, jadi X berada dalam Kala 3. (b) Lima elektron valens, jadi kumpulan ialah 5 + 10 = Kumpulan 15. (c) Kumpulan 15 berada di sebelah kanan jadual, jadi X ialah bukan logam. (Unsur ini ialah fosforus.)

Petua peperiksaan

Bilangan petala dan bilangan elektron valens sahaja yang anda perlukan, jangan kelirukan keduanya. Bantuan ingatan pantas: kala ialah berapa banyak nombor dalam susunan elektron, dan kumpulan datang daripada nombor terakhir. Perhatikan penomboran kumpulan bagi sebelah kanan jadual: 3 elektron valens ialah Kumpulan 13, bukan Kumpulan 3, kerana anda tambah 10 bagi Kumpulan 13 hingga 18. Apabila soalan memberi anda nombor proton dan bukan susunan elektron, tulis susunan itu dahulu, kemudian baca kumpulan dan kala. Melakukan ini dengan betul juga membolehkan anda meramalkan cas ion yang dibentuk sesuatu unsur, yang berhubung terus dengan bab Ikatan Kimia.

Mengapa unsur dalam kumpulan sama serupa

Sebab unsur dalam kumpulan yang sama berkelakuan serupa mudah tetapi penting, dan pemeriksa suka menguji pemahaman ini. Semua ahli sesuatu kumpulan mempunyai bilangan elektron valens yang sama, dan elektron valens inilah yang mengambil bahagian dalam tindak balas kimia. Oleh itu setiap ahli kumpulan cenderung membentuk ion dengan cas yang sama dan bertindak balas dengan bahan yang sama dengan cara yang serupa. Contohnya, litium, natrium dan kalium (semuanya Kumpulan 1) masing-masing mempunyai 1 elektron valens, jadi ketiga-tiganya kehilangan satu elektron untuk membentuk ion bercas +1 dan bertindak balas dengan air dengan cara yang serupa. Corak yang sama menerangkan mengapa fluorin, klorin dan bromin (semuanya Kumpulan 17) berkongsi sifat kimia yang serupa. Apabila anda diminta menjelaskan mengapa dua unsur berada dalam kumpulan yang sama, sentiasa kaitkan jawapan kepada bilangan elektron valens yang sama, itulah alasan yang dicari skema pemarkahan.

Sebaliknya, apabila anda bergerak menuruni sesuatu kumpulan, saiz atom bertambah kerana bilangan petala yang diisi bertambah, walaupun bilangan elektron valens kekal sama. Perubahan saiz ini menerangkan mengapa kereaktifan berubah menuruni kumpulan, satu idea yang anda akan gunakan secara langsung apabila mempelajari logam alkali Kumpulan 1 dan halogen Kumpulan 17 dalam standard seterusnya. Jadi dua kemahiran, mengenal pasti kedudukan unsur dan memahami sebab di sebalik sifatnya, bekerjasama sepanjang bab ini.

Kedudukan dalam bab

Standard ini berada di teras bab Jadual Berkala Unsur dan berhubung terus dengan kumpulan yang anda pelajari seterusnya: Kumpulan 1, Kumpulan 17 dan Kumpulan 18. Ulang kaji definisi dengan nota ulang kaji dan latih pengenalpastian kumpulan dan kala dengan contoh penyelesaian. Dalam kelas 1-ke-1 Kimia SPM dalam talian kami, diajar dalam bahasa Inggeris, dari RM50/jam, guru kami memastikan anda tidak pernah mengelirukan kumpulan dengan kala dan mengendalikan peraturan +10 bagi Kumpulan 13 hingga 18 dengan betul, kerana itulah dua kesilapan yang meragut markah mudah di sini. Oleh sebab kemahiran ini digunakan semula sepanjang Kimia SPM, mengukuhkannya sekarang menjimatkan masa dalam setiap bab kemudian.

Ringkasan pantas

• Kumpulan ialah lajur menegak; unsur berkongsi elektron valens yang sama dan sifat kimia yang serupa.
• Kala ialah baris mendatar; unsur berkongsi bilangan petala yang sama.
• Bilangan petala = kala; bilangan elektron valens = kumpulan (tambah 10 bagi Kumpulan 13 hingga 18).
• Merentasi kala, sifat berubah daripada berlogam kepada bukan logam.