سوال ۷۶ شیمی کنکور ریاضی ۱۴۰۲ نوبت دوم با پاسخ تشریحی

گام اول ـ شناسایی الگوی آرایش ظرفیت:
عنصر بیست‌وچهارم جدول تناوبی، کروم با نماد $\mathrm{Cr}$ است. آرایش الکترونی واقعی آن برابر است با:
$\mathrm{Cr}: [Ar]\,3d^5 4s^1$
بنابراین الگوی آرایش ظرفیت آن، داشتن زیرلایهٔ $d$ نیمه‌پر همراه با یک الکترون در زیرلایهٔ $s$ بعدی است. در بررسی عناصر واسطه باید هر دو زیرلایهٔ مؤثر در ظرفیت را در نظر گرفت؛ همچنین نباید آرایش استثنایی کروم را با پیش‌بینی سادهٔ آفبا اشتباه گرفت (شیمی ۱، صفحهٔ ۳۲–۳۳).

گام دوم ـ تعیین شمار الکترون‌های یون:
در دورهٔ پنجم، پس از روبیدیم و استرانسیم، نخستین عنصر واسطه ایتریم با نماد $\mathrm{Y}$ و عدد اتمی $39$ است. چون در اتم خنثی، شمار الکترون‌ها با عدد اتمی برابر است، اتم ایتریم $39$ الکترون دارد؛ پس یون موردنظر نیز دارای $39$ الکترون است (شیمی ۱، صفحهٔ ۲۷–۲۸).

گام سوم ـ شناسایی عنصر:
مولیبدن با عدد اتمی $42$، آرایش الکترونی زیر را دارد:
$\mathrm{Mo}: [Kr]\,4d^5 5s^1$
آرایش ظرفیت آن از نظر الگوی اشغال زیرلایه‌ها مشابه کروم است. همچنین یکی از یون‌های پایدار آن، $\mathrm{Mo}^{3+}$، دارای این تعداد الکترون است:
$N_e=42-3=39$
بنابراین مولیبدن هر دو شرط مسئله را برآورده می‌کند و برای عنصر مجهول داریم:
$Z_X=42$

گام چهارم ـ محاسبهٔ شمار نوترون‌ها:
عدد بالای نماد اتم، عدد جرمی است؛ یعنی مجموع شمار پروتون‌ها و نوترون‌ها، نه عدد اتمی. پس:
$A=Z+N$
$N=A-Z=96-42=54$

پاسخ: گزینهٔ ۲