سوال ۸۴ شیمی کنکور ریاضی ۱۴۰۲ نوبت دوم با پاسخ تشریحی

هر عبارت را جداگانه بررسی می‌کنیم.

الف) درست است. در کاتیون‌های پایدار فلزهای اصلیِ مطرح‌شده در کتاب، زیرلایه‌های اشغال‌شده کامل‌اند؛ بنابراین شمار الکترون‌های هر زیرلایه زوج است. برای نمونه، آرایش یون آلومینیم برابر $[\mathrm{Ne}]$ است و زیرلایه‌های اشغال‌شدۀ آن به‌صورت $1s^2\,2s^2\,2p^6$ هستند. البته نباید نتیجه گرفت که همۀ این کاتیون‌ها حتماً آرایش گاز نجیب دارند؛ آرایش‌هایی با زیرلایۀ پُرِ $d$ نیز ممکن‌اند. کتاب نیز تأکید می‌کند که کاتیون فلزهای اصلی «اغلب» به آرایش گاز نجیب می‌رسد، نه همواره (شیمی ۲، صفحهٔ ۱۶).

ب) درست است. ابتدا آرایش الکترونی دو اتم را می‌نویسیم:
$\mathrm{Ga}: [\mathrm{Ar}]\,3d^{10}\,4s^2\,4p^1$
$\mathrm{Zn}: [\mathrm{Ar}]\,3d^{10}\,4s^2$
گالیم با از دست دادن سه الکترون ظرفیتی و روی با از دست دادن دو الکترون، کاتیون‌های پایدار خود را تشکیل می‌دهند:
$\mathrm{Ga^{3+}}: [\mathrm{Ar}]\,3d^{10}$
$\mathrm{Zn^{2+}}: [\mathrm{Ar}]\,3d^{10}$
پس این دو یون آرایش الکترونی یکسان دارند و شمار الکترون‌های هرکدام برابر است با:
$31-3=30-2=28$
آرایش یون روی در کتاب نیز به همین صورت آمده است؛ این آرایش، با وجود پایداری، آرایش هیچ گاز نجیبی نیست (شیمی ۲، صفحهٔ ۱۶).

پ) نادرست است. در واکنش محلول نمک وانادیم با گرد روی، تغییر رنگ زرد به بنفش با کاهش گونه‌های وانادیم همراه است. وانادیم الکترون می‌گیرد، درحالی‌که روی الکترون از دست می‌دهد و اکسایش می‌یابد:
$\mathrm{Zn}\rightarrow\mathrm{Zn^{2+}}+2e^-$
بنابراین خطای عبارت، نسبت دادن «اکسایش» به وانادیم است، نه خود تغییر رنگ. از دست دادن الکترون توسط اتم فلز نیز با توضیح کتاب دربارۀ رفتار شیمیایی فلزها سازگار است (شیمی ۲، صفحهٔ ۱۱).

ت) نادرست است. استفاده از گیاهان جاذب فلز، روشی با کاربرد محدود و وابسته به نوع فلز و توانایی گیاه در جذب و انباشت آن است. نمی‌توان این روش را برای هر سه فلز نیکل، مس و طلا روشی مناسب دانست؛ به‌ویژه قرار دادن طلا در این فهرست درست نیست. صرفِ امکان جذب یک فلز نیز به معنای مناسب بودن استخراج آن با گیاه نیست.

در نتیجه، فقط عبارت‌های «الف» و «ب» درست‌اند.

پاسخ: گزینهٔ ۲