سوال ۷۸ شیمی کنکور ریاضی ۱۴۰۵ با پاسخ تشریحی

گام اول: ذره‌های باردار را مشخص می‌کنیم.
پروتون بار مثبت و الکترون بار منفی دارد؛ پس منظور سؤال، مجموع شمار پروتون‌ها و الکترون‌های یون است، نه مجموع همهٔ ذره‌های زیراتمی. اگر عدد اتمی عنصر را با $a$ نشان دهیم، در یون $\mathrm{X^{n-}}$ داریم:
$N_p=a,\qquad N_e=a+n$
بنابراین:
$N_p+N_e=2a+n$

گام دوم: یون‌های پایدار منفی دورهٔ سوم را بررسی می‌کنیم.
طبق کتاب، اتم‌ها می‌توانند با گرفتن الکترون به آرایش پایدار گاز نجیب برسند (شیمی ۱، صفحه‌های ۳۵–۳۶). آنیون‌های تک‌اتمی رایج این دوره، $\mathrm{P^{3-}}$، $\mathrm{S^{2-}}$ و $\mathrm{Cl^-}$ هستند که همگی $18$ الکترون دارند. عددهای اتمی این عنصرها به‌ترتیب $15$، $16$ و $17$ است (شیمی ۱، صفحه‌های ۳۵–۳۶). پس:
$\mathrm{P^{3-}}:\quad N_p+N_e=15+18=33$
$\mathrm{S^{2-}}:\quad N_p+N_e=16+18=34$
$\mathrm{Cl^-}:\quad N_p+N_e=17+18=35$

گام سوم: شرط سؤال را اعمال می‌کنیم.
مجموع موردنظر باید $7$ برابر شمار الکترون‌های یک اتم باشد؛ بنابراین باید بر $7$ بخش‌پذیر باشد. از میان مقدارهای بالا، تنها $35$ این ویژگی را دارد؛ پس عنصر $\mathrm{X}$ کلر است و شمار الکترون‌های اتم عنصر $\mathrm{Z}$ برابر است با:
$N_e(\mathrm{Z})=\dfrac{35}{7}=5$
در اتم خنثی، شمار الکترون‌ها برابر عدد اتمی است؛ بنابراین $\mathrm{Z}$ همان بور با عدد اتمی $5$ است که در دورهٔ دوم قرار دارد (شیمی ۱، صفحه‌های ۲۷–۲۸ و ۳۵–۳۶).

گام چهارم: اختلاف شمارهٔ گروه‌ها را به دست می‌آوریم.
گروه، ستون جدول تناوبی است و نباید آن را با دوره یا عدد اتمی اشتباه گرفت (شیمی ۱، صفحهٔ ۱۲). کلر در گروه $17$ و بور در گروه $13$ قرار دارد؛ پس:
$\Delta G=17-13=4$

پاسخ: گزینهٔ ۳