Semua materi dalam kursus ini ditulis dalam satu bahasa: partikel, rumus, dan persamaan. Bagian 1 mengajarkannya — bagaimana partikel tersusun dalam padat, cair, dan gas; bagaimana atom dibangun dan disusun dalam Tabel Periodik; bagaimana mengubah kalimat tentang reaksi menjadi persamaan setara dan perhitungan massa; serta bagaimana tiga jenis ikatan memberikan setiap zat sifatnya.
Edexcel International GCSE Chemistry 4CH1, Section 1 (pernyataan 1.1–1.60C) adalah bagian terbesar dan fondasi bagi tiga bagian lainnya. Pernyataan berakhiran C adalah perluasan sains terpisah (Hanya Kimia).
Susunan partikel dalam tiga keadaan: barisan tetap pada pepejal, bersentuhan tetapi tidak teratur pada cecair, berjauhan dan bergerak laju pada gas.
Pepejal: partikel bergetar di sekitar kedudukan tetap dalam corak teratur. Cecair: partikel bersentuhan tetapi bergerak melepasi satu sama lain secara rawak. Gas: partikel jauh, bergerak pantas, dan rawak. Penukaran antara keadaan: pencairan / pembekuan, pendidihan / kepekatan semula, penyejatan (hanya permukaan, di bawah titik didih), penyubliman (pepejal → gas secara langsung). Tenaga diserap untuk memisahkan partikel dan dilepaskan apabila mereka kembali bergabung.
Sebuah pelarut melarutkan larut terlarut untuk membentuk larutan; larutan tepu mengandungi semua larut terlarut yang boleh larut pada suhu tersebut. (C) Kebolehlarutan ialah jisim yang dilarutkan per 100 g pelarut pada suhu tertentu, dibaca daripada lengkung kebolehlarutan — titik pada garis adalah tepu; di bawahnya, tidak tepu.
Lengkung kelarutan meningkat dengan suhu bagi kebanyakan pepejal; baca jisim tepu pada suhu yang dinyatakan.
Penencahan larutan berwarna dan penyebaran gas (bromin merebak melalui udara) keduanya menunjukkan partikel bergerak dari kawasan padat ke kawasan jarang.
1.3
Unsur, sebatian, campuran dan pemisahan
Sebuah unsur mengandungi satu jenis atom; sebuah sebatian mempunyai atom berbeza yang digabungkan secara kimia; sebuah campuran tidak digabungkan secara kimia. Zat tulen mempunyai titik lebur/didih yang tajam; campuran melebur dan mendidih merentasi julat suhu — ini ujian kemurnian.
Teknik pemisahan, disesuaikan dengan tugas: penapisan (pepejal tidak larut daripada cecair); pen kristalan (menyejatkan larutan untuk meninggalkan kristal); penyulingan mudah (cecair daripada pepejal terlarut — menyejatkan kemudian menumpukan semula); penyulingan pecahan (cecair dengan titik didih berdekatan, menggunakan tiang pemecah); kromatografi kertas (larut terlarut yang larut berbeza dalam pelarut).
Kromatogram: jarak hadapan pelarut dan bintik memberikan nilai Rf yang mengenal pasti setiap komponen.
Rf = jarak yang dilalui bintik ÷ jarak yang dilalui pelarut. Zat yang sama sentiasa mempunyai nilai Rf yang sama dalam pelarut yang sama — membandingkan dengan nilai diketahui mengenal pasti komponen campuran.
1.4
Atom dan Jadual Berkala
Atom nuklear: proton dan neutron dalam nukleus, elektron dalam petala.
Partikel
Massa relatif
Muatan relatif
proton
1
+1
neutron
1
0
elektron
1/1835 (≈0)
−1
Nombor atom = proton; nombor jisim = proton + neutron. Isotop mempunyai jumlah proton yang sama tetapi neutron berbeza. Jisim atom relatif ($A_r$) ialah purata tertimbang bagi isotop-isotop tersebut.
Jadual Berkala menyenaraikan unsur mengikut nombor atom ke dalam kumpulan (lajur, elektron luar yang sama) dan tempoh (baris). Konfigurasi elektron pertama 20 mengikuti 2,8,8,2 petala (contohnya natrium 2.8.1). Logam terletak di kiri/tengah: oksida mereka bersifat asas dan menghantar arus; oksida bukan logam bersifat asid. Ahli kumpulan bertingkah laku serupa kerana mempunyai bilangan elektron luar yang sama; Group 0 gas mulia mempunyai petala luar penuh dan tidak mudah bereaksi.
Seimbangkan persamaan dengan simbol keadaan: (s), (l), (g), (aq). $M_r$ menjumlahkan nilai $A_r$. Mol ialah kuantiti bahan: $n = m/M_r$ (jisim dalam gram).
Semakan contoh (jisim tindak balas). Berapa jisim magnesium oksida terbentuk daripada 6.0 g magnesium? $2\mathrm{Mg} + \mathrm{O_2} \rightarrow 2\mathrm{MgO}$: $n(\mathrm{Mg}) = 6.0/24 = 0.25$ mol → $n(\mathrm{MgO}) = 0.25$ mol → jisim $= 0.25 \times 40 = 10$ g.
Peratus hasil$=$ sebenar ÷ teoritik × 100 %. Formula empirikal ialah nisbah integer paling ringkas (bahagikan setiap jisim dengan $A_r$, skala kepada integer); formula molekul ialah bilangan sebenar ($M_r$ ÷ jisim empirikal memberi faktor pendaraban).
Pembuktian contoh. Hidrokarbon adalah 85.7 % C, 14.3 % H: C 85.7/12 = 7.14, H 14.3/1 = 14.3 → rasio 1:2 → rumus empiris CH₂. Dengan $M_r = 56$: 56/14 = 4 → molekul C₄H₈.
(C) Larutan: $n = c \times V$ dengan $c$ dalam mol/dm³ dan $V$ dalam dm³ (cm³ ÷ 1000). Gas: volume molar 24 dm³ pada suhu dan tekanan ruang, sehingga $n = V/24$. (Praktikum C) Rumus oksida logam diperoleh dari pembakaran (timbang magnesium, bakar, timbang oksidanya) atau reduksi (timbang tembaga(II) oksida, reduksi dengan hidrogen, timbang tembaga).
Jelajahi
Moles set the reaction endpoint
$n_A/a\quad\text{compared with}\quad n_B/b$
Convert mass into moles, compare amounts divided by equation coefficients, and track what is used, formed and left. Changing starting amounts can change the limiting reactant.
Ikatan ionik: logam melepaskan elektron ke non-logam; ion-ion bermuatan saling tarik secara elektrostatik dalam kisi raksasa — diagram titik-silang menunjukkan transfer (Kelompok 1–3 dengan 5–7). Titik leleh tinggi (tarik kuat); hanya menghantarkan listrik saat cair atau larut (ion bebas bergerak). Hafalkan muatannya: Kelompok 1/2/3 → 1+/2+/3+; Kelompok 5/6/7 → 3−/2−/1−; Ag⁺, Cu²⁺, Fe²⁺, Fe³⁺, Pb²⁺, Zn²⁺; OH⁻, NH₄⁺, CO₃²⁻, NO₃⁻, SO₄²⁻. Rumus kimia menyeimbangkan muatan: kalsium nitrat Ca(NO₃)₂, amonium sulfat (NH₄)₂SO₄.
Ikatan kovalen: pasangan elektron yang berbagi (diagram titik-silang untuk H₂, O₂, N₂, halogen, HCl, H₂O, NH₃, CO₂ dan senyawa organik kecil). Zat molekul sederhana memiliki gaya antarmolekul lemah — titik leleh rendah, meningkat seiring $M_r$; tidak menghantarkan listrik (tidak ada ion, tidak ada elektron bebas). Kovalen raksasa: berlian (setiap C terikat pada 4 — sangat keras, konduktor buruk), grafit (3 ikatan + satu elektron bebas per C, lapisan dengan gaya lemah — lunak, menghantarkan, licin), C₆₀ fullerene (sangkar molekuler sederhana).
Berlian mengikat setiap karbon kepada empat atom lain; grafit mengikat tiga dan mengekalkan satu elektron bebas di antara lapisan lemah.
(C) Logam: kisi ion positif dalam lautan elektron terdelokalisasi — tarikan elektrostatik; elektron bebas menghantarkan listrik, dan lapisan dapat meluncur (dapat ditempa).
1.7
Elektrolisis (C)
Elektrolisis plumbum(II) bromida cair: plumbum di katod, bromin di anod.
Elektrolisis menggunakan listrik untuk memecah senyawa ionik cair atau larut: katoda (negatif) menarik kation; anoda (positif) menarik anion. PbBr₂ cair menghasilkan Pb di katoda (Pb²⁺ + 2e⁻ → Pb) dan Br₂ di anoda (2Br⁻ → Br₂ + 2e⁻). Dalam larutan air, hidrogen terbentuk di katoda jika logam lebih reaktif daripada hidrogen; di anoda, ion halogenida menghasilkan halogen,_page oksigen (4OH⁻ → O₂ + 2H₂O + 4e⁻). Hilangnya elektron adalah oksidasi, penangkapannya adalah reduksi.
Jelaskan susunan dan pergerakan partikel dalam cairan.
Definisikan larutan jenuh, dan sebutkan satuan kelarutan.
Teknik mana yang memisahkan dua cairan yang saling larut dengan titik didih dekat?
Suatu isotop memiliki 17 proton dan 20 neutron. Berikan nomor massanya dan jumlah masing-masing partikel.
Hitung $A_r$ unsur dengan 80 % massa 20 dan 20 % massa 22.
Seimbangkan dengan simbol keadaan: magnesium + oksigen → magnesium oksida.
8.4 g oksida kalsium terbentuk dari 6.0 g kalsium. Tunjukkan rumus empiris oksidanya.
Tulis rumus amonium karbonat.
Jelaskan mengapa grafit menghantarkan listrik tetapi berlian tidak.
(C) Apa yang terbentuk di setiap elektroda pada elektrolisis kalium klorida cair?
Jawaban: 1 partikel bersentuhan tetapi tidak teratur, bergerak acak melewati satu sama lain; 2 larutan yang mengandung massa zat terlarut maksimum pada suhu tersebut; g per 100 g pelarut; 3 distilasi fraksional; 4 nomor massa 37; 17 proton, 20 neutron, 17 elektron; 5 $(80 \times 20 + 20 \times 22)/100 = 20.4$; 6 2Mg(s) + O₂(g) → 2MgO(s); 7 Ca 6.0/40 = 0.15 mol; massa O 8.4 − 6.0 = 2.4 g → 2.4/16 = 0.15 mol; rasio 1:1 → rumus empiris CaO; 8 (NH₄)₂CO₃; 9 grafit menggunakan tiga ikatan per karbon, menyisakan satu elektron terdelokalisasi per karbon bebas bergerak antar lapisan — berlian menggunakan keempatnya dalam ikatan tetap; 10 (C) kalium di katode (K⁺ + e⁻ → K) dan klorin di anode (2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻).
