Nota Jirim dan Struktur Atom SPM Tingkatan 4 | KSSM — JomSkor
Nota ringkas Kimia SPM Tingkatan 4 Bab 2 — keadaan jirim, takat lebur & beku, model atom Dalton hingga Chadwick, nombor proton & nukleon, susunan elektron, isotop.
1. Konsep Asas Jirim
Jirim ialah sesuatu yang mempunyai jisim dan memenuhi ruang. Jirim terdiri daripada zarah-zarah yang halus dan diskrit.
Tiga Keadaan Jirim
| Keadaan | Susunan Zarah | Tenaga Kinetik | Daya Tarikan |
|---|---|---|---|
| Pepejal | Padat & teratur | Rendah | Kuat |
| Cecair | Padat tapi tidak teratur | Sederhana | Kuat (kurang dari pepejal) |
| Gas | Berjauhan antara satu sama lain | Sangat tinggi | Lemah |
Perubahan Keadaan Jirim
- Pepejal → Cecair: Peleburan (serap haba)
- Cecair → Pepejal: Pembekuan (bebaskan haba)
- Cecair → Gas: Penyejatan / Pendidihan (serap haba)
- Gas → Cecair: Kondensasi (bebaskan haba)
- Pepejal → Gas: Pemejalwapan (serap haba)
- Gas → Pepejal: Pengendapan (bebaskan haba)
Takat Lebur dan Takat Beku
- Takat lebur — suhu malar apabila pepejal bertukar menjadi cecair pada tekanan tertentu
- Takat beku — suhu malar apabila cecair bertukar menjadi pepejal pada tekanan tertentu
Petua: Semasa peleburan atau pembekuan berlaku, suhu MALAR kerana tenaga haba digunakan untuk mengatasi/membentuk daya tarikan antara zarah, bukan untuk menaikkan suhu.
2. Perkembangan Model Atom
| Ahli Sains | Tahun | Sumbangan |
|---|---|---|
| John Dalton | 1766–1844 | Jirim terdiri daripada atom. Atom ialah sfera kecil yang tidak boleh dicipta, dimusnahkan atau dibahagi. Unsur sama mempunyai atom sama. |
| J.J. Thomson | 1856–1940 | Menemui elektron (zarah bercas negatif). Model "roti-kismis" — atom sfera bercas positif dengan elektron tertanam di dalamnya. |
| Ernest Rutherford | 1871–1937 | Menemui nukleus bercas positif (proton). Hampir semua jisim bertumpu di nukleus. Elektron bergerak di luar nukleus. |
| Niels Bohr | 1885–1962 | Elektron bergerak dalam petala (orbit) tertentu di sekeliling nukleus. Setiap petala mempunyai tahap tenaga tetap. |
| James Chadwick | 1891–1974 | Menemui neutron (zarah neutral) dalam nukleus. Neutron menyumbang hampir separuh jisim atom. |
3. Struktur Atom
Zarah Subatom
| Zarah | Simbol | Cas Relatif | Jisim Relatif | Lokasi |
|---|---|---|---|---|
| Proton | p | +1 | 1 | Nukleus |
| Neutron | n | 0 (neutral) | 1 | Nukleus |
| Elektron | e | −1 | 1/1840 | Petala (di luar nukleus) |
Perwakilan Piawai Atom
Setiap atom diwakili sebagai: ᴬ Z X di mana A = nombor nukleon, Z = nombor proton, X = simbol unsur.
- Nombor proton (Z) = bilangan proton = bilangan elektron (dalam atom neutral)
- Nombor nukleon (A) = nombor proton + bilangan neutron
- Bilangan neutron = A − Z
Contoh: ²⁷₁₃Al → Z = 13 proton, A = 27, neutron = 27 − 13 = 14, elektron = 13.
Susunan Elektron
Elektron mengisi petala bermula dari yang terdekat dengan nukleus. Bilangan maksimum elektron per petala (untuk unsur Z = 1–20):
- Petala pertama: 2 elektron
- Petala kedua: 8 elektron
- Petala ketiga: 8 elektron
| Unsur | Nombor Proton | Susunan Elektron |
|---|---|---|
| Hidrogen, H | 1 | 1 |
| Helium, He | 2 | 2 |
| Karbon, C | 6 | 2, 4 |
| Natrium, Na | 11 | 2, 8, 1 |
| Klorin, Cl | 17 | 2, 8, 7 |
| Kalsium, Ca | 20 | 2, 8, 8, 2 |
4. Isotop dan Penggunaannya
Isotop ialah atom-atom unsur yang sama yang mempunyai nombor proton sama tetapi nombor nukleon berbeza (bilangan neutron berbeza).
Pengiraan Jisim Atom Relatif (JAR)
JAR = (% isotop₁ × jisim₁ + % isotop₂ × jisim₂) ÷ 100
Contoh: Klorin mempunyai ³⁵Cl (75%) dan ³⁷Cl (25%):
JAR = (75 × 35 + 25 × 37) ÷ 100 = 35.5
Kegunaan Isotop
| Bidang | Isotop | Kegunaan |
|---|---|---|
| Perubatan | Kobalt-60 | Radioterapi untuk membunuh sel kanser; mensterilkan alat perubatan |
| Perubatan | Iodin-131 | Rawatan penyakit tiroid |
| Pertanian | Fosforus-32 | Mengkaji penyerapan nutrien oleh tumbuhan |
| Industri | Karbon-14 | Penentuan usia fosil dan artifak purba (penderapan karbon) |
| Tenaga | Uranium-235 | Bahan bakar reaktor nuklear |
Soalan lazim
Apakah perbezaan antara nombor proton dan nombor nukleon?
Nombor proton (Z) ialah bilangan proton dalam nukleus atom — ia menentukan identiti unsur. Nombor nukleon (A) ialah jumlah proton + neutron dalam nukleus. Bilangan neutron = A − Z.
Bagaimana menulis susunan elektron?
Elektron diisi bermula dari petala terdekat nukleus. Petala pertama: maksimum 2 elektron. Petala kedua: maksimum 8. Petala ketiga: maksimum 8 (untuk unsur 1–20). Contoh: Na (Z=11) → susunan elektron 2,8,1.
Apakah itu isotop?
Isotop ialah atom-atom unsur yang sama yang mempunyai nombor proton yang sama tetapi nombor nukleon yang berbeza. Ini bermakna bilangan neutronnya berbeza. Contoh: ³⁵Cl dan ³⁷Cl adalah isotop klorin.
Bagaimana mengira jisim atom relatif daripada kelimpahan isotop?
JAR = (% isotop 1 × jisim isotop 1 + % isotop 2 × jisim isotop 2) ÷ 100. Contoh klorin: JAR = (75×35 + 25×37) ÷ 100 = 35.5.
Apakah perbezaan antara Model Atom Rutherford dan Model Atom Bohr?
Model Rutherford: elektron bergerak bebas di luar nukleus tanpa peringkat tenaga tertentu. Model Bohr: elektron bergerak dalam petala (orbit) tertentu di sekeliling nukleus, setiap petala mempunyai tahap tenaga tetap.