jirim dan bahan

BAB 4

JIRIM DAN BAHAN

Perubahan Jirim• Jirim - Sebarang benda yang mempunyai jisim

dan memenuhi ruang• Berbeza secara fizikal:–Bentuk–Warna –Kekerasan

• Berbeza secara kimia:–Keasidan–kereaktifan

• Wujud dalam keadaan:–Pepejal–Cecair –gas

TEORI KINETIK JIRIM

• Jirim terdiri daripada zarah yang halus dan diskrit.

• Zarah–zarah sentiasa bergerak atau bergetar secara rawak.

• Suhu jirim bertambah apabila tenaga kinetik zarah bertambah

PERBEZAAN ANTARA SIFAT PEPEJAL, CECAIR DAN GAS

SIFAT PEPEJAL CECAIR GAS

Bentuk Tetap Ikut bekas Ikut bekas

Isipadu Tetap Tetap Ikut bekas

Susunan zarah Rapat dan teratur Kurang padat Berjauhan

Pergerakan zarah Bergetar Bergerak bebas Bergerak secara rawak

Daya tarikan antara zarah

Sangat kuat Sederhana Lemah

Kandungan tenaga kinetik

Rendah Sederhana Tinggi

Ketumpatan Tinggi Sederhana Rendah Keboleh-mampatan

Sukar dimampatkan

Sukar dimampatkan

Mudah dimampatkan

Perubahan Keadaan Jirim

1. Peleburan- air bertukar menjadi cecair–Zarah-zarah ais menerima lebih banyak

haba apabila dipanaskan–Zarah-zarah bergetar terlalu cepat –

susunannya terurai pada takat lebur–Takat lebur ais = 0oC

2. Pendidihan – air bertukar menjadi wap– Zarah-zarah air bergetar dengan lebih cepat apabila

dipanaskan– Pada takat didih (100 ̊C) zarah-zarah terbebas

daripada ikatan antara satu sama lain dan membentuk wap.

3. Penyejatan - air bertukar menjadi wap – Berlaku pada permukaan air sahaja pada suhu

rendah dan lebih perlahan– Contoh : hari panas dan berangin

4. Pemejalwapan – perubahan pepejal menjadi gas dan sebaliknya tanpa menjadi cecair–Contoh: ais kering dan ubat gegat

5. Kondensasi – wap air menjadi cecair–Zarah-zarah wap kehilangan tenaga kinetik

apabila menjadi sejuk–Contoh: awan mendung menjadi air hujan

6. Pembekuan – air menjadi pepejal (ais)–Apabila sejuk zarah-zarah air kehilangan

tenaga kinetik–Susunan zarah menjadi lebih rapat–Takat beku = 0 ̊C

PERUBAHAN KEADAAN JIRIM

Pemejalwapan

Pemejalwapan

Peleburan

Pembekuan Kondensasi

Pendidihan

Serap haba

Bebas haba

Pergerakan zarah-zarah dan perubahan tenaga kinetik

Pergerakan zarah-zarah dan perubahan tenaga kinetik

STRUKTUR ATOM

Ciri-ciri subatom

Sifat Proton Elektron NeutronSimbol p e n

Cas Positif (+) Negatif (-) Neutral

Jisim relatif 1 11840 1

Kedudukan Dalam nukleus

Luar nukleus

Dalam nukleus

Nombor proton, nombor nukleon dalam atom

• Atom yang berbeza mempunyai bilangan proton yang berbeza

• Menyebabkan ciri kimia dan fizik yang berbeza

• Contoh: hidrogen, helium dan karbon bertindak balas secara berbeza kerana bilangan proton yang berbeza

Atom hidrogen

Atom hileum

Atom karbon

Nombor proton dan nombor nukleon

• Bilangan proton = nombor proton• Semua atom dari unsur yang sama mempunyai

nombor proton yang sama• Jisim atom bergantungk kepada bilangan

proton dan neutron kerana jisim relatif elektron sangat kecil

• Jumlah bilangan proton dan nukleon dikenali sebagai nombor neutron

Contoh

Atom Nombor nukleon

Nombor proton

Bilangan neutron

Helium 4 2 4-2 = 2

Nombor nukleon

Bilangan neutron = Nombor – nombornukleon proton

Atom NomborProton

NomborNukleon

Bil. Proton

Bil. Elektron

Bil. Neutron

Hidrogen 1 1 1 1 0Helium 2 4Litium 3 7

Berillium 4 9Boron 5 11

Karbon 6 12Nitrogen 7 14Oksigen 8 16Fluorin 9 19Neon 10 20 10 10

• Atom adalah neutral• Bilangan elektron dan proton adalah sama• Contoh:–Hidrogen mempunyai 1 proton,jadi bilangan

elektronnya juga 1–Karbon mempunyai 6 proton, maka

bilangan elektonnya juga 6

Isotop• Atom yang mempunyai nombor proton yang

sama tetapi nombor nukleon yang berbeza • Mempunyai ciri kimia yangsama tetapi ciri

fizik yang berbeza • Cth: hidrogen-1, hidrogen-2 dan hidrogen-3

mempunyai takat didih yang berbeza

Isotop klorin

• 2 isotop klorin iaitu dengan nombor nukleon 35 dan 37.

Isotop Nombor proton

Nombor nukleon

Bilangan proton

Bilangan neutron

Bilangan elektron

Klorin-35 17 35 17 18 17

Klorin-37 17 35 17 20 17

Susunan Jadual Berkala

• Unsur dalam jadual berkala disusun mengikut pertambahan nombor proton dari kiri ke kanan.

• Baris menegak disebut kumpulan.• Baris mendatar disebut kala.• Ada 7 kala dan 8 kumpulan.• Unsur dalam kumpulan yang sama mempunyai

sifat kimia yang sama.

• Sifat unsur dari kiri ke kanan jadual berubah dari:

Logam Separa Logam Bukan Logam

• Nama kumpulan:* Kumpulan I : Logam Alkali* Kumpulan II : Logam Alkali Bumi* Kumpulan VII : Halogen* Kumpulan VIII : Gas Nadir

Kala • Disusun menggunakan nombor 1,2,3,4,5,6, 7• Sifat unsur berubah dari kiri ke kanan• Unsur pertama - pepejal yang sangat reaktif

dan mudah terbakar • Unsur terakhir –gas adi yang tidak reaktif• Mempunyai bilangan petala elektron yang

sama

Kumpulan

• Terdapat 18 lajur atau kumpulan• Unsur dalam kumpulan yang sama – sifat

sama tapi tak serupa sepenuhnya• Mempunyai bilangan elektron yang

sama dalam petala paling luar• Disusun menggunakan nombor I, II,

III, IV, V, VI, VII, VIII

Logam, Bukan Logam dan Separa Logam

• Unsur dibahagikan kepada logam, separa logam dan bukan logam.

• Logam – sebelah kiri Jadual Berkala (kumpulan I dan II) –Kumpulan I – logam alkali (sangat reaktif)–Kumpulan II – logam alkali bumi (kurang

reaktif berbanding kumpulan I)

• Bukan logam – sebelah kanan Jadual Berkala (kumpulan VII dan VIII)–Kumpulan VII – Halogen (bukan logam

yang reaktif)–Kumpulan VIII – gas Adi (unsur yang

paling kurang reaktif)

• Unsur transisi / peralihan:–Lajur di antara kumpulan II dan III–Logam yang mengkonduksikan elektrik–Takat lebur sangat tinggi–Membentuk garam yang bewarna dalam air

• Unsur separa logam – mempunyai sifat logam dan bukan logam–Contoh: boron, silikon, germanium

Jadual Berkala

Sifat bahan

• Terdiri daripada gabungan zarah-zarah yang dikenali sebagai unsur

• Unsur – zarah tulen ynag tidak boleh diuraikan kepada bentuk yang lebih ringkas lagi

• Zarah-zarah bahan boleh wujud sebagai:–Atom–Molekul– Ion

•

Atom

• Unsur neutral• Logam tulen seperti kuprum• Gas-gas adi seperti helium, argon, neon

ArH

Na

kuprum natrium argon hidrogen

Ion • Zarah-zarah atom yang bercas• Zarah-zarah atom akan menerima atau kehilangan

elektron semasa tindak balas kimia• Zarah yang berlawanan cas akan menarik sesama

sendiri• Membentuk ikatan elektrik – ikatan ion• Membentuk bahan baru – sebatian ion• Terdiri daripada gabungan unsur logam dan bukan

logam

Sebatian natrium klorida

Zarah-zarah bercasUnsur Hilang atau terima elektron Ion

Hidrogen Hilang 1 elektron H+

Kalium K+

Natrium Hilang 1 elektronKalsium Hilang 2 elektron Ca2+

Zink Hilang 2 elektronKlorin Terima 1 elektron Cl-

Bromin Terima 1 elektronOksigen O2-

Sulfur Terima 2 elektron

Molekul

• Dua atau lebih atom bergabung secara kimia• Ikatan kovalen – ikatan antara atom-atom• Molekul unsur – terdiri daripada atom-atom

unsur yang sama seperti gas oksigen• Molekul sebatian – terdiri daripada atom-atom

unsur yang berbeza

Molekul

Molekul unsur

•Molekul oksigen O2

Molekul sebatian

•Molekul karbon dioksida (CO2)

Sifat-sifat bahan• Bahan logam:–Pepejal berkilau–Takat lebur tinggi–Konduktor elektrik

dan haba yang baik–Ketumpatan tinggi–Boleh ditempa–Boleh dilentur–Mulur

• Bahan bukan logam:–Permukaan pudar–Tidak boleh ditempa–Tidak mulur–Mudah pecah / patah–Konduktor elektrik

yang lemah kecuali grafit–Konduktor haba yang

lemah

Kegunaan bahan

• Bahan logam:–Senjata– Industri automotif:• Rangka kereta• Enjin kereta

• Bahan bukan logam:–Berlian : potong

kaca–Gas neon dan

argon: buat mentol–Plastik : bungkus

makanan

Penulenan Bahan

• Bahan tulen – bahan yang terdiri daripada satu bahan sahaja

• Tidak mengandungi bahan lain• Contoh :–Air suling –Gula tulen–Emas tulen–Argentum (perak tulen)

Sifat bahan tulen

• Takat lebur dan didih yang tetap• Contoh:–Takat lebur ais ialah 0 ̊ C–Takat didih air ialah 100 ̊ C

air ais

Kaedah penulenan

• Penulenan: proses mengeluarkan bendasing daripada bahan utama

• Kaedah penulenan:–Penurasan–Penghabluran –Penyulingan

Penurasan

• Mengasingkan pepejal daripada cecair• Contoh:–Mengasingkan garam daripada pasir pantai–Air dicampurkan untuk menghasilkan

larutan garam–Bahan dituras supaya larutan garam dan

pasir dapat diasingkan

Kaedah penurasan

Penghabluran

• Proses menghasilkan hablur daripada cecair atau gas

• Larutan dipanaskan, air menjadi wap meninggalkan bahan tepu yang akan menghablur

• Penghasilan garam daripada larutan garam atau air laut

• Penghasilan gula daripada air tebu

Penghabluran

Penyulingan • Proses mendapatkan cecair tulen daripada cecair• Takat didih cecair yang bercampur adalah

berbeza• Campuran cecair akan dipanaskan sehingga

cecair yang dikehendaki mendidih dan menjadi wap

• Wap akan terkondensasi menjadi cecair tulen (hasil sulingan)

• Contoh: –menulenkan campuran alkohol dan air untuk

mendapatkan alkohol tulen–Menghasilkan air suling daripada air laut

• Penyulingan berperingkat – mengasingkan cecair terlarut campur

• Turus berperingkat – digunakan dalam penyulingan berperingkat untuk mengasingkan cecair-cecair mengikut takat didih

Penyulingan

Penyulingan berperingkat

Kegunaan pelbagai bahan• Keluli – sangat kuat sesuai untuk membuat

bahagian kereta• Piuter – sesuai untuk membuat barang perhiasan

kerana permukaan berkilau, tidak mudah berkarat, sangat kuat dan boleh ditempa

• Seramik – kuat dan tidak mengkonduksikan haba sesuai membuat cawan

• Plastik – mudah dicuci dan bewarna terang sesuai buat alat permainan

Kegunaan pelbagai bahan

keluli

piuterplastik

seramik