سوال 77 دفترچۀریاضی(سوال 2 شیمی)،اردیبهشت1403

با توجه به آرایش الکترونی بیرونی‌ترین زیرلایۀ یون‌های زیر، داده شده: A⁺: 3p⁶ , E³⁺: 3d⁵ , X^2- : 3p⁶ , D^– : 4p⁶ ، کدام موارد زیر درست است؟

الف) شمار عنصرهای بین دو عنصر A و E در جدول تناوبی، با شمار الکترون‌های ظرفیتی عنصر X، برابر است.
ب) شمار الکترون‌های مبادله‌شده در 0.2 مول از ترکیب حاصل از واکنش A و X در شرایط مناسب، برابر 10²⁶×1.806 است.
پ) یون‌های با بار منفی، برخلاف یون‌های با بار مثبت، آرایش الکترونی گاز نجیب هم‌دورۀ عنصرشان در جدول تناوبی را دارند.
ت) نسبت شمار اتم‌های ترکیب حاصل از واکنش E و D، به شمار اتم‌های ترکیب حاصل از واکنش A و X، می‌تواند برابر 2 باشد.

1. «الف» و «ت»
2. «الف» و «پ»
3. «ب» و «پ»
4. «ب» و «ت»

پاسخ:

ابتدا با توجه به جدول تناوبی و با تغییر آرایش الکترونی یون‌ها به حالت خنثی، نام هر عنصر را مشخص می‌کنیم:

A⁺ : 3p⁶ ––––

A : [Ar] 4s¹

پس A همان عنصر پتاسیم (₁₉K) می‌باشد که در دورۀ 4 و گروۀ 1 قرار دارد.

E³⁺ : 3d⁵

E : [Ar]4s² 3d⁶

پس E همان عنصر آهن (₂₆Fe) می‌باشد که در دورۀ 4 و گروۀ 8 قرار دارد.

X^2- : 3p⁶

X : [Ne]3s² 3p⁴

پس X همان عنصر گوگرد (₁₆S) می‌باشد که در دورۀ 3 و گروۀ 16 قرار دارد.

D^– : 4p⁶

D : [Ar]4s² 3d¹⁰ 4p⁵

پس D همان عنصر برم (₃₅Br) می‌باشد که در دورۀ 4 و گروۀ 17 قرار دارد.

حال به سراغ گزینه‌ها می‌رویم:

الف) شمار عنصرهای بین دو عنصر A و E در جدول تناوبی، با شمار الکترون‌های ظرفیتی عنصر X، برابر است:

درست است: عنصر A همان پتاسیم (₁₉K) بوده و عنصر E همان آهن (₂₆Fe) می‌باشد و با توجه به عدد اتمی آنها، تعداد 6 عنصر بین آنها قرار دارد. از طرفی شمار الکترون‌های ظرفیتی عنصر X (که همان عنصر گوگرد (₁₆S) می‌باشد) برابر با 6 است:

X : [Ne]3s² 3p⁴

ب) شمار الکترون‌های مبادله‌شده در 0.2 مول از ترکیب حاصل از واکنش A و X در شرایط مناسب، برابر 10²⁶×1.806 است:

نادرست است، زیرا: A و X، عناصر پتاسیم و گوگرد بوده و ترکیب آنها K₂S خواهد بود که 2 الکترون بین آنها مبادله شده است، در نتیجه طبق استوکیومتری داریم:

پ) یون‌های با بار منفی، برخلاف یون‌های با بار مثبت، آرایش الکترونی گاز نجیب هم‌دورۀ عنصرشان در جدول تناوبی را دارند:

درست است: یون‌های منفی که شامل ^–D و ^–X² می‌شوند (که همان عناصر یون برم و یون گوگرد بوده) و به آرایش گاز نجیب بعد از خود که در دورۀ خودشان قرار دارد، می‌رسند (گوگرد در حالت یون به آرایش آرگون و برم در حالت یون به آرایش کریپتون می‌رسد) ولی یون‌ مثبت +A (که همان یون پتاسیم است) به آرایش گاز نجیب یک دوره قبل از خود (یعنی نئون) می‌رسد و ⁺E³ (که همان یون آهن است) به آرایش هیچ گاز نجیبی نمی‌رسد.

ت) نسبت شمار اتم‌های ترکیب حاصل از واکنش E و D، به شمار اتم‌های ترکیب حاصل از واکنش A و X، می‌تواند برابر 2 باشد:

نادرست است، زیرا: E و D، عنصرهای آهن و برم بوده و ترکیب آنها به صورت FeBr₃ خواهد بود و دارای 4 عدد اتم بوده، از طرفی A و X، عنصرهای پتاسیم و گوگرد بوده و ترکیب آنها به صورت K₂S خواهد بود و دارای 3تا اتم می‌باشند، پس نسبت تعداد اتم‌های آنها برابر است با: $\frac{4}{3} = 1.33$

بنابراین پاسخ گزینۀ 2 هست.

پیش نیاز لازم برای پاسخ به این تست:

• احاطه بر نوشتن آرایش الکترونی
• احاطه بر جدول تناوبی
• آشنایی با واکنش‌های اکسایش-کاهش

تحلیل سوال:

• تسلط بر جدول تناوبی از پیش نیازهای یادگیری بسیاری از مطالب شیمی هست که در این تست با استفاده از آرایش الکترونی جایگاه عناصر را در جدول به دست آورده تا گزینه‌ها را جلو ببریم، البته نیاز به آشنایی با واکنش‌های اکسایش-کاهش دیده می‌شود.

بخش زیبای تست:

• مورد«ب» که ترکیبی از آرایش الکترونی و واکنش اکسایش-کاهش و استوکیومتری است از زیبایی‌های این تست بود.

بخش دوست نداشتنی تست:

• ندارد، تست زیبایی بود.

برای دستیابی به نمره 20 امتحان نهایی و درصد بالای کنکور، به اندازۀ یک کلیک فاصله داری.