سوال 93 دفترچه (سوال 18 شیمی) رشته ریاضی، تیر 1403

با توجه به ساختار دو مولکول داده‌ شده، کدام موارد زیر دربارهٔ آن‌ها درست است؟
(H = 1, C = 12, O = 16: g/mol)

الف) در مولکول a، مجموع جرم اتم‌های کربن ۵ برابر مجموع جرم سایر اتم‌هاست.
ب) شمار گروه متیل در مولکول a به شمار گروه OH در مولکول b برابر است.
پ) شمار اتم‌های کربنی که عدد اکسایش صفر دارند، در هر دو مولکول برابر است.
ت) تفاوت شمار الکترون‌های لایه ظرفیت اتم‌ها در مولکول a و مولکول b برابر ۱۶ است.

۱) «الف» و «پ»
۲) «پ» و «ت»
۳) «الف» و «ب»
۴) «الف» و «ت»

پاسخ:

برای این دسته از سوال‌ها ابتدا فرمول مولکولی آنها را پیدا می‌کنیم:

فرمول مولکولی ساختار a برابر است با: C₁₅H₂₀O

فرمول مولکولی ساختار b برابر است با: C₆H₈O₆

حال به سراغ بررسی گزینه‌ها برویم:

الف) در مولکول a، مجموع جرم اتم‌های کربن ۵ برابر مجموع جرم سایر اتم‌هاست:

درست هست زیرا: با توجه به فرمول مولکولی ساختار a:

C₁₅H₂₀O :

15×12=180 جرم مولی کربن‌ها

20×1+16=36 جرم مولی بقیه اتم‌ها

180÷36=5

ب) شمار گروه متیل در مولکول a به شمار گروه OH  در مولکول b برابر است:

درست هست زیرا با توجه به ساختار آنها، مولکول a دارای 4 گروه متیل (CH₃) و مولکول b دارای 4 گروه هیدروکسیل (OH) هست.

پ) شمار اتم‌های کربنی که عدد اکسایش صفر دارند، در هر دو مولکول برابر است:

نادرست هست زیرا: کربن‌ برای داشتن عدد اکسایش صفر، باید به 4 کربن دیگر متصل باشد، که در مولکول a تعداد 3 کربن وجود دارند که به چهار کربن دیگر متصلند، پس در این مولکول 3 کربن با عدد اکسایش صفر وجود دارد؛ ولی در مولکول b هیچ کربنی وجود ندارد که به 4 کربن دیگر متصل باشد، پس در این مولکول، کربنی با عدد اکسایش صفر وجود ندارد.

ت) تفاوت شمار الکترون‌های لایه ظرفیت اتم‌ها در مولکول a و مولکول b برابر ۱۶ است:

نادرست است زیرا: تعداد الکترون‌های لایه ظرفیت:

• کربن: 4تا
• هیدروژن: یکی
• اکسیژن: 6تا

حال با توجه به فرمول مولکولی دو ساختار، تعداد الکترون‌های ظرفیتی آنها برابر است با:

C₁₅H₂₀O :

(15×4)+(20×1)+(1×6)=86

C₆H₈O₆ :

(6×4)+(8×1)+(6×6)=68

پس تفاوت شمار الکترون‌های لایه ظرفیت اتم‌ها در مولکول a و مولکول b برابر است با:

86-68=18

در نتیجه پاسخ گزینه 3 یعنی موارد (الف و ب) هست.

پیش نیازهای لازم برای پاسخ به این تست:

• احاطه بر شناخت گروه‌های عاملی
• آشنایی با جدول تناوبی
• آشنایی با نوشتن الکترون‌های ظرفیت
• احاطه بر ساختارهای مولکولی
• تسلط بر محاسبه عدد اکسایش

تحلیل تست:

به طور کلی این گونه تست‌ها یکی از پایه ثابت‌های کنکور چند سال اخیر هستند و علت آن، پیش نیازهای جامعی هستند که برای پاسخ به آنها نیاز است.

بخش زیبای تست:

این گونه تست‌ها وقت‌گیر هستند اما طراح این تست گزینه‌ها را در عین مفهومی بودن به گونه‌ای طراحی کرده بود که وقت زیادی برای محاسبه آنها نیاز نباشد و از این ساختارهای وقت‌گیر تست استانداردی (از نظر زمانی) درآورده بود.

بخش دوست نداشتنی سوال:

اگر تمرکز به جای دو ساختار، روی یک ساختار، با گزینه‌های مفهومی‌تر بود می‌توانستیم شاهد تست زیباتری باشیم.