4.6 - Unsur dalam Kala 3

Unsur Kala 3 dan Kegunaan

• Kala 3 terdiri daripada natrium, Na; magnesium, Mg; aluminium, Al; silikon, Si; fosforus, P; sulfur, S; klorin, Cl; dan argon, Ar.
• Magnesium digunakan dalam penyala api, aluminium dalam tin, fosforus dalam bunga api dan sulfur dalam racun kulat.

Trend Sifat Fizik Merentasi Kala 3

Merentasi Kala 3 dari kiri ke kanan:

• jejari atom berkurang kerana pertambahan nombor proton meningkatkan cas nukleus;
• daya tarikan nukleus terhadap elektron bertambah, maka keelektronegatifan meningkat;
• keadaan fizik berubah daripada pepejal kepada gas;
• sifat berubah daripada logam, melalui metaloid silikon, kepada bukan logam.

Pengelasan	Unsur
Logam	Na, Mg, Al
Metaloid	Si
Bukan logam	P, S, Cl, Ar

Unsur	Jejari atom (nm)	Keelektronegatifan
Na	0.186	0.9
Mg	0.160	1.2
Al	0.143	1.5
Si	0.118	1.8
P	0.110	2.1
S	0.104	2.5
Cl	0.100	3.0
Ar	0.094	—

Eksperimen 4.2: Sifat Oksida Unsur Kala 3

Tujuan: Mengkaji perubahan sifat kimia oksida unsur apabila merentasi Kala 3.

Pernyataan masalah: Bagaimanakah sifat kimia oksida unsur berubah apabila merentasi Kala 3?

Bahan: $\mathrm{N}{\mathrm{a}}_2\mathrm{O}$, $\mathrm{MgO}$, $\mathrm{A}{\mathrm{l}}_2{\mathrm{O}}_3$, gas $\mathrm{S}{\mathrm{O}}_2$, $\mathrm{Si}{\mathrm{O}}_2$, air suling, $\mathrm{NaOH}$ $2.0\mathrm{mol}\mathrm{d}{\mathrm{m}}^{-3}$ dan $\mathrm{HN}{\mathrm{O}}_3$ $2.0\mathrm{mol}\mathrm{d}{\mathrm{m}}^{-3}$.

Radas: Tabung uji dan penutup, pemegang tabung uji, silinder penyukat $10\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3$, meter pH, penunu Bunsen, rod kaca dan spatula.

Bahagian A — tindak balas dengan air

• Hipotesis: Merentasi Kala 3, oksida berubah daripada bes kepada asid.
• Pemboleh ubah dimanipulasikan: jenis oksida unsur Kala 3; bergerak balas: perubahan sifat oksida; dimalarkan: isi padu air.

1. Tambah $10.0\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3$ air suling kepada setengah spatula $\mathrm{N}{\mathrm{a}}_2\mathrm{O}$ dalam tabung uji dan goncang.
2. Ukur pH larutan dan catat pemerhatian.
3. Ulang dengan $\mathrm{MgO}$, $\mathrm{A}{\mathrm{l}}_2{\mathrm{O}}_3$ dan $\mathrm{S}{\mathrm{O}}_2$.

Bahagian B — tindak balas dengan natrium hidroksida dan asid nitrik

1. Masukkan $\frac{1}{4}$ spatula $\mathrm{MgO}$ ke dalam setiap satu daripada dua tabung uji.
2. Tambah $5.0\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3$ $\mathrm{NaOH}$ $2.0\mathrm{mol}\mathrm{d}{\mathrm{m}}^{-3}$ ke dalam tabung pertama dan $5.0\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3$ $\mathrm{HN}{\mathrm{O}}_3$ $2.0\mathrm{mol}\mathrm{d}{\mathrm{m}}^{-3}$ ke dalam tabung kedua.
3. Panaskan perlahan-lahan, kacau dan catat keterlarutan dalam setiap larutan.
4. Ulang dengan $\mathrm{A}{\mathrm{l}}_2{\mathrm{O}}_3$ dan $\mathrm{Si}{\mathrm{O}}_2$.

Trend Sifat Oksida

Merentasi Kala 3, sifat oksida berubah:

Jenis	Oksida Kala 3 dan sifat
Bes	$\mathrm{N}{\mathrm{a}}_2\mathrm{O}$ dan $\mathrm{MgO}$; oksida logam yang menghasilkan larutan beralkali dalam air dan bertindak balas dengan asid membentuk garam serta air
Amfoterik	$\mathrm{A}{\mathrm{l}}_2{\mathrm{O}}_3$; bertindak balas dengan asid dan alkali membentuk garam serta air
Asid	$\mathrm{Si}{\mathrm{O}}_2$, ${\mathrm{P}}_4{\mathrm{O}}_{10}$, $\mathrm{S}{\mathrm{O}}_2$ dan $\mathrm{C}{\mathrm{l}}_2{\mathrm{O}}_7$; oksida bukan logam yang bertindak balas dengan alkali membentuk garam serta air, manakala oksida yang larut dalam air menghasilkan larutan berasid

Metaloid dalam Mikroelektronik

• Metaloid mempunyai sifat logam dan bukan logam.
• Metaloid ialah konduktor elektrik yang lemah pada suhu biasa tetapi mengkonduksikan elektrik dengan lebih baik pada suhu tinggi.
• Silikon digunakan sebagai semikonduktor dalam mikrocip elektronik bagi peranti seperti komputer dan telefon bimbit.

• Si dan Ge ialah metaloid yang digunakan dalam mikroelektronik.