STKK1113 Kimia Fizik Asas
Pensyarah: Mat B Zakaria, SmSn (UKMalaysia), MSc, PhD (Salf)

Keadaan jirim: gas, cecair dan pepejal; larutan dan sifat-sifat koligatif. Termodinamik: hukum pertama, kedua, dan ketiga; haba, kerja, tenaga, entalpi, tenaga bebas, entropi dan keadaan piawai.

1.Keadaan Jirim (Bab 5 dan 11)
2. Larutan (Bab 12)
3. Termodinamik (Bab 6 dan 18)

Semua jirim terbina daripada zarah masing-masing. Zarah tersebut mungkin berupa atom, atau ion (monoatom atau poliatom), atau kumpulan atom (molekul). Saiz zarah tersangat kecil, tak kelihatan oleh mata kasar, malah dengan apa jenis mikroskop sekalipun.

Jirim wujud dalam tiga keadaan: (1) gas, (2) cecair, (3) pepejal. Tiga faktor yang menentukan keadaan jirim:
(1) tabii zarah (ion, molekul, atom)
(2) saiz zarah (kecil, besar)
(3) daya antara zarah (daya kuat, daya lemah).

Sebutan saintifik untuk KEADAAN JIRIM ialah FASA.

Perubahan keadaan jirim (perubahan fasa) adalah proses fizik (bukan proses kimia) dan melibatkan daya (ikatan) antara zarah sahaja. Proses perubahan fasa adalah proses yang berbalik, iaitu jirim yang telah berubah fasa, boleh dikembalikan ke fasa sebelumnya dengan menyahkan daya/tenaga yang telah menyebabkan perubahan fasa tadi. Misalnya, air (cecair) boleh berubah fasa menjadi ais (pepejal) dengan menurunkan suhu. Ais boleh dikembalikan menjadi air dengan menaikkan suhu. Sama juga, air berubah menjadi stim (gas) dengan menaikkan suhu air. Sebaliknya, stim boleh berbalik menjadi air, dengan menurunkan suhu. [Di sini tenaga yang menyebabkan perubahan fasa ialah suhu].

Ikatan Primer (Ikatan Kuat). Tenaga sekitar 500 kJ mol^-1 diperlukan untuk memutuskan ikatan primer.
Tiga jenis ikatan primer:
(1) Ikatan Elektrovalen
(2) Ikatan Kovalen
(3) Ikatan Logam

Ikatan Sekunder (Ikatan Lemah). Tenaga kurang daripada 100 kJ mol^-1 mencukupi untuk memutuskan ikatan sekunder.
Empat (4) jenis ikatan sekunder
(1) Ikatan hidrogen. Paling kuat di kalangan ikatan sekunder. Ada yang bertenaga 80 kJ mol^-1.
(2) Ikatan van der Waals. Tenaga bervariasi, sekitar 20 kJ mol^-1.
(3) Ikatan London.
(4) Ikatan antara molekul (ikatan tak spesifik).

1. Dalam gas karbon dioksida, CO₂ SEBUTKAN ikatan dan NYATAKAN sama ada ikatan itu ikatan lemah atau ikatan kuat, yang wujud di antara:
(a) Atom karbon C dengan atom oksigen O.
(b) Molekul CO₂ dengan molekul CO₂ yang lain.

2. SEBUTKAN daya yang terlibat dalam perubahan fasa karbon dioksida, daripada fasa gas kepada fasa pepejal.

3. Dalam pepejal sebatian natrium hidroksida, NaOH, SEBUTKAN ikatan dan NYATAKAN kekuatan ikatan tersebut, yang wujud di antara:
(a) Ion natrium Na⁺ dengan ion hidroksida OH^-.
(b) Atom oksigen, O, dengan atom hidrogen, H dalam ion hidroksida OH^-.

4. SEBUTKAN daya yang terlibat dalam menjadikan PEPEJAL natrium hidroksida kepada CECAIR natrium hidroksida (peleburan).

5. SEBUTKAN DENGAN TEPAT zarah bagi jirim-jirim berikut:
(a) Air, (b) Kalsium karbonat, (c) Logam tembaga (kuprum), (d) Sulfur, (e) Fosfous, (f) Garam biasa, (g) Gula, (h) Cecair ammonia, (i) Selulosa, (j) Gas argon, (k) Perspeks [poli(metil metakrilat)], (l) Gas metana, (m) Etanol.

6. Kenalpastikan daya-daya antara zarah di dalam setiap jirim dalam soalan 5 di atas.

7. Merujuk kepada air, H₂O dan hidrogen sulfida, H₂S,
(a) Nyatakan zarah bagi AIR, dan zarah bagi GAS HIDROGEN SULFIDA, H₂S.
(b) Nyatakan daya-daya antara zarah yang beroperasi dalam air dan gas hidrogen sulfida.
(c) Daya manakah yang lebih kuat?
(d) Jelaskan mengapa pada keadaan biasa, air berkeadaan cecair, sedangkan hidrogen sulfida berkeadaan gas.

8. Merujuk kepada gas klorin, Cl₂, dan pepejal iodin, I₂,
(a) Nyatakan zarah bagi kedua-dua bahan di atas.
(b) Nyatakan daya antara zarah bagi setiap bahan tersebut. Adakah daya ini sama kuat?
(c) Adakah jisim zarah klorin berbeza daripada jisim zarah iodin? Berapakah jisim semol bahan-bahan tersebut?
(d) Pada pendapat kamu, faktor manakah yang lebih berpengaruh dalam penentuan keadaan (fasa) klorin dan iodin pada keadaan biasa, daya antara zarah atau jisim zarah? Jelaskan.
(e) Jelaskan mengapa pada keadaan biasa klorin berkeadaan gas, sedangkan iodin berkeadaan pepejal.

Pengukuhan 1
Arahan: Pilih satu cadangan jawapan A-D dalam soalan-soalan berikut.

1. Apakah tabii zarah dalam pepejal zink?
A. Molekul
B. Ion monoatom
C. Ion poliatom
D. Atom.

2. Apakah tabii zarah dalam merkuri (cecair)?
A. Molekul
B. Ion monoatom
C. Ion poliatom
D. Atom.

3. Apakah tabii zarah dalam sulfur?
A. Molekul S₈
B. Atom S
C. Ion sulfida, S^2-
D. Molekul S₂.

4. Ikatan antara zarah dalam setiap jirim berikut adalah ikatan primer (ikatan kuat), KECUALI,
A. Air
B. Merkuri
C. Intan
D. Leburan argentum bromida.

5. Pada keadaan biasa, etilena, C₂H₄ berkeadaan gas, tetapi polietilena [C₂H₄]_n berkeadaan pepejal. Penjelasan yang terbaik dari segi binaan dan keadaan jirim adalah,
A. Polietilena terbina daripada zarah yang saiznya sangat besar, sedangkan etilena terbina daripada zarah yang saiznya sangat kecil secara bandingan.
B. Ikatan antara zarah dalam polietilena adalah ikatan primer, sedangkan ikatan antara zarah dalam etilena adalah ikatan sekunder.
C. Ikatan antara atom di dalam zarah polietilena adalah ikatan elektrovalen, sedangkan ikatan di antara atom dalam etilena adalah ikatan kovalen.
D. Dalam polietilena saiz zarah tidak seragam, sedangkan dalam etilena semua saiz zarahnya seragam belaka.