سوال ۷۷ · شیمی
کنکور ریاضی ۱۴۰۴ نوبت دوم · سوال ۷۷ · کلید رسمی سازمان سنجش
شیمی · شیمی ۱ · فصل ۱: کیهان زادگاه عنصرها
کدام مورد درست است؟
نمایش پاسخ و پاسخ تشریحی
پاسخ درست: گزینهٔ ۴ (کلید رسمی سازمان سنجش)
پاسخ تشریحی
برای یافتن عبارت درست، گزینهها را جداگانه بررسی میکنیم.
گزینهٔ اول ـ نادرست: کربن تتراکلرید، ، یک ترکیب مولکولی با پیوندهای اشتراکی است. کربن با هر اتم کلر یک جفت الکترون را به اشتراک میگذارد؛ بنابراین اطراف کربن و هر کلر، هشت الکترون قرار میگیرد. پس رسیدن به آرایش هشتتایی درست است، اما نسبتدادن آن به «مبادلهٔ الکترون» درست نیست.
گزینهٔ دوم ـ نادرست: شمار کل الکترونهای منتقلشده، لزوماً بار هر کاتیون را تعیین نمیکند؛ تعداد کاتیونها نیز اهمیت دارد. برای نمونه، در تشکیل هر واحد فرمولی ، دو اتم سدیم هرکدام یک الکترون از دست میدهند؛ اما در تشکیل هر واحد فرمولی ، یک اتم منیزیم دو الکترون از دست میدهد. در هر دو مورد، شمار الکترونهای منتقلشده برابر است، ولی کاتیونها و هستند و بار یکسانی ندارند.
گزینهٔ سوم ـ نادرست: کتاب توضیح میدهد که انرژی لایههای الکترونی و اختلاف انرژی میان آنها، ویژهٔ هر اتم و وابسته به عدد اتمی آن است. بنابراین یکسانبودن شمارهٔ لایههای آغاز و پایان در دو عنصر، به معنای یکسانبودن انرژی گذار نیست؛ پس در گذار در اتمهای لیتیم و هیدروژن، انرژی یکسانی آزاد نمیشود (شیمی ۱، صفحهٔ ۲۶–۲۷).
گزینهٔ چهارم ـ درست: هنگام بازگشت الکترون از حالت برانگیخته به حالت پایه، اختلاف انرژی دو تراز بهصورت نور گسیل میشود (شیمی ۱، صفحهٔ ۲۵–۲۷). اگر انرژی تراز آغازین را و انرژی تراز پایانی را بنامیم، داریم:
از رابطهٔ انرژی فوتون و طول موج نیز نتیجه میشود:
پس هرچه اختلاف انرژی دو تراز بیشتر باشد، طول موج نور گسیلشده کوتاهتر است. منظور از «فاصلهٔ دو لایه» در این عبارت، فاصلهٔ آنها در نمودار انرژی، یعنی اختلاف انرژی دو تراز است؛ نه اینکه طول موج با فاصلهٔ مکانی لایهها تناسب معکوس دقیقی داشته باشد.
پاسخ: گزینهٔ ۴
چرا گزینههای دیگر نادرستاند
- گزینهٔ ۱: ممکن است دانشآموز هر نوع رسیدن به آرایش پایدار را نتیجهٔ انتقال الکترون بداند؛ اما در ، پیوندها اشتراکیاند و اتمها با بهاشتراکگذاشتن الکترون، نه مبادلهٔ آن، به آرایش هشتتایی میرسند.
- گزینهٔ ۲: این گزینه از اشتباهگرفتن شمار کل الکترونهای مبادلهشده با شمار الکترونهای ازدسترفتهٔ هر کاتیون ناشی میشود. در تشکیل هر واحد فرمولی و ، دو الکترون منتقل میشود، ولی بار کاتیونها بهترتیب و است.
- گزینهٔ ۳: یکسانبودن شمارهٔ لایههای آغاز و پایان ممکن است به تصور برابری انرژی گذار بینجامد؛ اما انرژی لایهها به نوع اتم وابسته است و گذار در هیدروژن و لیتیم، انرژی یکسانی آزاد نمیکند.
راهنمایی قدمبهقدم (پیش از دیدن پاسخ)
- بخش «نور، کلید شناخت جهان» را مرور کنید: انرژی لایهها در اتمهای مختلف یکسان نیست و الکترون هنگام بازگشت به لایهٔ پایینتر، انرژی آزاد میکند.
- برای بررسی عبارت مربوط به نور گسیلشده، رابطهٔ را به یاد آورید؛ انرژی فوتون همان اختلاف انرژی دو تراز است.
- در بازگشت به یک تراز پایهٔ معین، هرچه تراز آغازین از نظر انرژی بالاتر باشد، انرژی فوتون بیشتر میشود. اکنون مشخص کنید طول موج این فوتون چگونه تغییر میکند.