سوال ۱۰۰ شیمی کنکور ریاضی ۱۴۰۲ نوبت اول با پاسخ تشریحی

ابتدا باید بیشترین عدد اکسایشِ یک اتم کربن را در هر ترکیب پیدا کنیم؛ محاسبهٔ میانگین عدد اکسایش کربن‌ها برای این پرسش کافی نیست.

گام اول ـ قاعدهٔ شمارش پیوندها
طبق روش کتاب، الکترون‌های پیوند میان دو اتم متفاوت را به اتم با خصلت نافلزی بیشتر نسبت می‌دهیم و الکترون‌های پیوند میان دو اتم یکسان را به‌طور مساوی تقسیم می‌کنیم (شیمی ۳، صفحهٔ ۵۲). چون اکسیژن از کربن و کربن از هیدروژن نافلزی‌تر است، برای تعیین عدد اکسایش هر کربن داریم:

• هر پیوند یگانهٔ $\mathrm{C-O}$: سهم $+1$.
• هر پیوند دوگانهٔ $\mathrm{C=O}$: سهم $+2$.
• هر پیوند $\mathrm{C-H}$: سهم $-1$.
• هر پیوند میان دو اتم کربن: سهم صفر.

گام دوم ـ بررسی ترکیب‌ها

۱) پنتان-۲-اون: $\mathrm{CH_3-C(=O)-CH_2-CH_2-CH_3}$
کربن کربونیل یک پیوند دوگانه با اکسیژن و دو پیوند با کربن دارد؛ بنابراین عدد اکسایش آن $+2+0+0=+2$ است. کربن‌های دیگر فقط به کربن و هیدروژن متصل‌اند و عدد اکسایش منفی دارند؛ پس بیشترین مقدار در این ترکیب $+2$ است.

۲) اتیلن گلیکول: $\mathrm{HO-CH_2-CH_2-OH}$
دو کربن هم‌ارزند. هر کربن یک پیوند با اکسیژن، دو پیوند با هیدروژن و یک پیوند با کربن دارد؛ بنابراین عدد اکسایش هرکدام $+1-2=-1$ است.

۳) بنزآلدهید: $\mathrm{C_6H_5-C(=O)H}$
کربن گروه آلدهید یک پیوند دوگانه با اکسیژن، یک پیوند با هیدروژن و یک پیوند با کربن حلقه دارد؛ پس عدد اکسایش آن $+2-1+0=+1$ است. کربن‌های حلقه نیز بسته به داشتن یا نداشتن پیوند با هیدروژن، عدد اکسایش $-1$ یا $0$ دارند. بنابراین بیشترین مقدار در این ترکیب $+1$ است.

۴) متیل استات: $\mathrm{CH_3-C(=O)-O-CH_3}$
کربن کربونیل یک پیوند دوگانه و یک پیوند یگانه با اکسیژن و یک پیوند با کربن دارد؛ بنابراین عدد اکسایش آن $+2+1+0=+3$ است. عدد اکسایش کربن متیلِ متصل به کربونیل $-3$ و کربن متیلِ متصل به اکسیژن $+1-3=-2$ است؛ پس بیشترین مقدار این ترکیب $+3$ است.

گام سوم ـ مقایسه
بیشترین عددهای اکسایش کربن در چهار ترکیب، به‌ترتیب برابر با $+2$، $-1$، $+1$ و $+3$ هستند. در نتیجه، متیل استات دارای اتم کربن با بالاترین عدد اکسایش است.

پاسخ: گزینهٔ ۴