Fokus inti HL/SL yang didukung. Penilaian pertama 2025; brief saat ini diperoleh; panduan Kimia lengkap belum diperoleh. Panduan, penilaian, dan persyaratan praktik lainnya tetap mempertahankan hold yang tercatat.
Prasyarat: ikatan kovalen dari Struktur 2.2 dan struktur alkana dari Struktur 3.2. Setiap pelajaran mengembangkan metodenya sendiri sebelum transfer mandiri.
Ini adalah contoh pengajaran asli atau fiksi eksplisit, bukan pengukuran aktual atau penyelidikan pembelajaran yang selesai dan dinilai.
Metana dan klorin dicampur dalam gelap dan tidak terjadi apa-apa; campuran yang sama di bawah sinar matahari bereaksi seketika, dan produknya tidak pernah murni klorometana — selalu membawa molekul substitusi lanjutan. Mengapa?
Mulailah dengan prediksi. Nyatakan besaran atau fitur apa yang akan Anda bandingkan, lalu tentukan bukti apa yang dapat membedakan dua penjelasan.
Bangun modelnya
Ikatan kovalen dapat putus melalui pemutusan homolitik: pasangan yang dibagikan terbelah sehingga setiap atom memegang satu elektron, membentuk dua radikal bebas — atom atau gugus dengan elektron tak berpasangan, ditulis dengan titik, seperti Cl•. Panah bermata tunggal (seperti mata ikan) menunjukkan PERPINDAHAN SATU elektron.
Substitusi radikal berjalan sebagai rantai: inisiasi (cahaya UV memecah Cl₂ menjadi dua Cl•), propagasi (radikal membuat produk dan radikal lain: CH₄ + Cl• → •CH₃ + HCl, lalu •CH₃ + Cl₂ → CH₃Cl + Cl•), dan terminasi (dua radikal bergabung, mengakhiri rantai).
Pemecahan homolitik: Pemutusan ikatan yang memberikan setiap atom satu elektron dari pasangan terbagi; radikal bebas: Spesies dengan elektron tak berpasangan, sangat reaktif; inisiasi: Tahap yang pertama kali menghasilkan radikal; propagasi: Tahap rantai yang mengonsumsi satu radikal dan menghasilkan radikal lain; terminasi: Tahap yang menghilangkan radikal dengan menggabungkan dua di antaranya.
Pilih bukti yang dapat mengujinya
Reaksi memerlukan cahaya UV atau panas untuk dimulai tetapi kemudian berlanjut secara mandiri — bukti adanya rantai di mana setiap tahap memulihkan kembali radikal. Jejak etana di antara produk menunjukkan bahwa dua radikal •CH₃ bergabung dalam tahap terminasi.
Campuran CH₃Cl, CH₂Cl₂, CHCl₃ dan CCl₄ terbentuk karena produk masih memiliki ikatan C–H yang terbuka untuk propagasi lebih lanjut; kemurnian substitusi tunggal merupakan bukti menentang jalur non-rambutan yang terkendali.
Bekerja dari kuantitas yang diketahui
Nyatakan nilai yang diketahui dan unitnya. Pilih hubungan kerana asumsinya sesuai dengan kes ini, kemudian susun semula sebelum menggantikan.
Diketahui: entalpi ikatan adalah Cl–Cl 242 kJ/mol dan C–H 413 kJ/mol. Pemutusan ikatan bersifat endotermik, sehingga ikatan yang lebih lemah akan putus terlebih dahulu. Membandingkan keduanya: 413 − 242 = 171 kJ/mol energi yang lebih sedikit diperlukan untuk memutus Cl–Cl, itulah sebabnya UV menginisiasi rantai dengan memecah klorin alih-alih metana.
Contoh:
Entalpi ikatan H–Cl adalah 431 kJ/mol dan ikatan C–Cl dalam CH₃Cl adalah 339 kJ/mol. Untuk tahap propagasi CH₄ + Cl• → •CH₃ + HCl, perkirakan perubahan energi menggunakan urutan yang sama: kuantitas diketahui → model → hubungan → substitusi → satuan dan interpretasi. (Jawaban: putuskan C–H (+413), bentuk H–Cl (−431): ΔH ≈ 413 − 431 = −18 kJ/mol — sedikit eksotermik, sehingga tahap ini berlangsung mudah begitu radikal ada.)
Periksa kesimpulan dan batasannya
Entalpi ikatan adalah nilai rata-rata yang diukur dari banyak senyawa, sehingga estimasi darinya bersifat pendekatan, bukan pasti. Model rantai untuk reaksi ini menjelaskan pemicu UV dan campuran produk; model ini tidak menggambarkan reagen polar, di mana mekanisme heterolitik (pasangan-elektron) berlaku sebaliknya — model pelajaran berikutnya.
Kembali ke pengamatan awal. Jelaskan apa hasil tersebut mendukung, kondisi apa yang diasumsikannya, dan satu cara untuk menguji penjelasan saingan.
Peringatan:
Dalam substitusi radikal, setiap atom klorin berakhir disubstitusikan pada molekul metana. Klaim ini salah: terminasi menggabungkan radikal satu sama lain (Cl• + Cl• → Cl₂, atau dua •CH₃ → C₂H₆), dan propagasi terus mensubstitusikan produk, sehingga hasilnya selalu berupa campuran.
Kunci:
Reaksi berbagi elektron: pemecahan homolitik membelah pasangan terbagi satu elektron ke setiap arah, menghasilkan radikal; panah kait ikan melacak elektron tunggal. Rantai substitusi radikal melalui inisiasi, propagasi, dan terminasi, yang menjelaskan pemicu UV dan campuran produk.
Topik lain dalam International Baccalaureate · IB Diploma · Chemistry · HL
