سوال 78 دفترچه (سوال 3 شیمی)رشته تجربی، تیر 1403

کدام مورد درست است؟

۱) در اتم یک عنصر، اگر زیرلایۀ 5p، در حال پر شدن از الکترون باشد، زیرلایۀ 3d به یقین پر از الکترون است.
۲) بازگشت الکترون از لایۀ چهارم به لایه‌ی دوم الکترونی، در اتم‌های هیدروژن و هلیم، پرتوهایی با طول موج یکسان گسیل می‌کند.
۳) در جدول تناوبی، 18 عنصر وجود دارد که زیرلایۀ d در اتم آن‌ها، خالی از الکترون است.
۴) در اتم، انرژی الکترون در زیرلایۀ 6s، کمتر از انرژی الکترون در زیرلایۀ 4d، است.

پاسخ:

در آرایش الکترونی، ترتیب پر شدن زیرلایه‌ها از الکترون بر اساس افزایش انرژی هست یعنی هرچه انرژی زیرلایه‌ای بیشتر باشد، دیرتر شروع به پر شدن از الکترون می‌کند؛ و به طور کلی زیرلایۀ d، انرژی بیشتری از زیرلایۀ s یک لایه بعد از خود دارد ولی از از زیرلایۀ p یک لایه بعد از خود انرژی کمتری دارد، مانند زیر:

4s² 3d¹⁰ 4p⁶

حال به سراغ گزینه‌ها برویم:

۱) در اتم یک عنصر، اگر زیرلایۀ 5p، در حال پر شدن از الکترون باشد، زیرلایۀ 3d به یقین پر از الکترون است:

درست است زیرا: 5p، دو لایه بعد از 3d قرار دارد و با توجه به توضیح داده شده، 5p انرژی بیشترب داشته و بعد از 3d شروع به پر شدن از الکترون می‌کند.

۲) بازگشت الکترون از لایۀ چهارم به لایه‌ی دوم الکترونی، در اتم‌های هیدروژن و هلیم، پرتوهایی با طول موج یکسان گسیل می‌کند:

نادرست است زیرا: اتم‌های متفاوت با توجه به ساختار اتمی متفاوت خود، حتی در لایه‌‌های مشابه، پرتوهای مشابهی گسیل نمی‌کنند.

۳) در جدول تناوبی، 18 عنصر وجود دارد که زیرلایۀ d در اتم آن‌ها، خالی از الکترون است:

نادرست است زیرا: پر شدن زیرلایۀ d، از الکترون، از عنصر ₂₁Sc شروع می‌شود، پس تا عنصر بیستم جدول تناوبی، خبری از زیرلایۀ d نیست. یعنی 20 عنصر وجود دارند که زیرلایۀ d در اتم آن‌ها، خالی از الکترون است.

۴) در اتم، انرژی الکترون در زیرلایۀ 6s، کمتر از انرژی الکترون در زیرلایۀ 4d، است:

نادرست است زیرا: با توتج به توضیح ابتدای پاسخ، زیرلایۀ d، انرژی بیشتری از زیرلایۀ s، یک لایه بعد از خود دارد، نه دو لایه، به عبارتی زیرلایۀ 4d، نهایتا انرژی بیشتری از زیرلایۀ 5s، دارد، ولی دیگر نمی‌تواند از 6s انرژی بیشتری داشته باشد (دیگه پررو نشه زیرلایۀ d)

بنابراین پاسخ گزینه 1 خواهد بود.

پیش نیازهای لازم برای پاسخ به این تست:

• احاطه بر نوشتن آرایش الکترونی
• آشنایی با طیف نشر خطی
• آشنایی با جدول دوره‌ای

تحلیل سوال:

• این تست با تکیه بر اصل آفبا طراحی شده و انرژی زیرلایه‌‌ها را هدف قرار داده است همچنین بار دیگر متوجه شدیم دانستن زیرلایه‌ها تا عنصر 36، در حد کنکور کافی نیست (گزینه 4 و 1)

بخش زیبای تست:

• رعایت قاعدۀ کلی نوشتن آرایش الکترونی، فارغ از محدودیت تعیین شده در کتاب درسی از زیبایی‌های این تست بود.

بخش دوست نداشتنی تست:

• گزینه 2 هم می‌توانست، گزینه‌ای مرتبط به سه گزینۀ دیگر باشد تا شاهد یک تست رفرنس از آرایش الکترونی باشیم.