سوال ۷۷ شیمی کنکور ریاضی ۱۴۰۴ نوبت دوم با پاسخ تشریحی

برای یافتن عبارت درست، گزینه‌ها را جداگانه بررسی می‌کنیم.

گزینهٔ اول ـ نادرست: کربن تتراکلرید، $\mathrm{CCl_4}$، 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 $\mathrm{Na_2O}$، دو اتم سدیم هرکدام یک الکترون از دست می‌دهند؛ اما در تشکیل هر واحد فرمولی $\mathrm{MgO}$، یک اتم منیزیم دو الکترون از دست می‌دهد. در هر دو مورد، شمار الکترون‌های منتقل‌شده برابر است، ولی کاتیون‌ها $\mathrm{Na^+}$ و $\mathrm{Mg^{2+}}$ 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 $n=6\rightarrow n=2$ 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 $E_i$ و انرژی تراز پایانی را $E_f$ بنامیم، داریم:
$\Delta E=E_i-E_f=E_{\text{فوتون}}$
از رابطهٔ انرژی فوتون و طول موج نیز نتیجه می‌شود:
$E_{\text{فوتون}}=\dfrac{hc}{\lambda}\quad\Rightarrow\quad\lambda=\dfrac{hc}{\Delta E}$
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