سوال102دفترچه (سوال 27 شیمی)رشته ریاضی، تیر 1403

با توجه به مدل فضا پُر کن مولکول‌های «آ» و «ب»، کدام موارد زیر درست است؟

الف) علامت بار جرئی اتم مرکزی در مولکول‌های «آ» و «ب» می‌تواند مشابه باشد.

ب) مولکول «آ» را می‌توان به هر یک از گونه‌های Li₂O ، H₂​S ، H₂​O نسبت داد.

پ) اگر مولکول «ب» CO₂ باشد و یکی از اتم‌های اکسیژن آن با گوگرد جایگزین شود، بار جزئی اتم مرکزی، تغییر می‌کند.

ت) اگر مولکول «آ» SO₂​ باشد و به ساختار آن، یک اتم اکسیژن اضافه شود، گشتاور دوقطبی مولکول، برابر صفر می‌شود.

۱)  پ و ت

۲) ب و پ

۳) الف و ت

۴)  الف و ب

پاسخ:

مولکول «آ»: این مولکول دارای ساختار خمیده است، شبیه به H₂O یا SO₂.

مولکول «ب»: این مولکول دارای ساختار خطی است، شبیه به CO₂.

حال به سراغ بررسی گزینه‌ها برویم:

گزینه الف) علامت بار جرئی اتم مرکزی در مولکول‌های «آ» و «ب» می‌تواند مشابه باشد:

در مولکول «آ» (مانند SO₂)، اتم مرکزی (گوگرد) دارای بار جزئی مثبت (δ+) است.

در مولکول «ب» (مانند CO₂)، بار جزئی روی اتم مرکزی، یعنی کربن، مثبت است.

این گزینه می‌تواند درست باشد چون هر دو اتم مرکزی می‌توانند بار جزئی مشابهی داشته باشند (SO₂ و CO₂).

گزینه ب) مولکول «آ» می‌تواند به هر یک از گونه‌های Li₂O، H₂S، H₂O نسبت داده شود:

H₂O و H₂S هر دو دارای ساختار خمیده هستند که با مولکول «آ» سازگار است.

Li₂O یک ترکیب یونی هستن و کلا مولکول ندارد.

این گزینه نادرست است زیرا Li₂O ساختار متفاوتی دارد.

گزینه پ) اگر مولکول «ب» CO₂ باشد و یکی از اتم‌های اکسیژن آن با گوگرد جایگزین شود، بار جزئی اتم مرکزی تغییر می‌کند:

CO₂ یک مولکول خطی و غیرقطبی است و در آن، کربن دارای بار جزئی مثبت است. حال اگر یکی از اکسیژن‌ها با گوگرد جایگزین شود، مولکول جدید (CSO) دیگر متقارن نیست، اما به دلیل نزدیکی گوگرد و اکسیژن، پس گوگرد نافلزتر از کربن هست، تغییر بار جزئی بر اتم مرکزی (کربن) ناچیز و غیرمعنادار است و کربن هنوز بار جرئی مثبت خواهد داشت.

این گزینه نادرست است زیرا بار جزئی کربن به صورت معناداری تغییر نمی‌کند.

گزینه ت) اگر مولکول «آ» SO₂ باشد و به ساختار آن یک اتم اکسیژن اضافه شود، گشتاور دوقطبی مولکول برابر صفر می‌شود:

SO₂ یک مولکول قطبی است. اگر یک اتم اکسیژن دیگر اضافه شود (تشکیل SO₃)، مولکول جدید متقارن می‌شود و گشتاور دوقطبی آن به صفر می‌رسد.

این گزینه درست است.

بنابراین پاسخ گزینه 3 یعنی موارد (الف و ت) هست.

پیش نیازهای لازم برای پاسخ به این تست:

• احاطه بر رسم ساختار لویس
• احاطه بر مبحث گشتاور دو قطبی
• آشنایی با پیوند یونی
• احاطه بر مبحث کوالانسی قطبی و ناقطبی

تحلیل سوال:

در این سوال با مفهوم مولکول و بررسی ساختارهای مولکولی روبه‌رو هستیم که آنها را از دید قطبیت بررسی می‌کنیم.

بخش زیبای تست:

اینکه طراح تست به بحث تفاوت پیوند کوالانسی قطبی و مولکول قطبی پرداخته بود قسمت زیبای این تست را تشکیل می‌داد.

بخش دوست نداشتنی تست:

ندارد. تبریک به طراح تست.