دانشجو؟ ۵۰۰ هزار تومان هدیه همین حالادانشجو؟ با کارت دانشجویی یا ایمیل دانشگاهی ۵۰۰٬۰۰۰ تومان هدیه بگیر، و اگر دانشگاهت تا ۱۶ آذر به ۵۰ دانشجوی فعال برسد ۲ میلیون تومان دیگرجدول دانشگاه‌هادانشجو؟ ۵۰۰ هزار تومان هدیه همین حالادانشجو؟ با کارت دانشجویی یا ایمیل دانشگاهی ۵۰۰٬۰۰۰ تومان هدیه همین حالا، و ۲ میلیون تومان دیگر اگر دانشگاهت تا ۱۶ آذر به ۵۰ دانشجوی فعال برسدجدول دانشگاه‌ها
1xAi
کنکور ریاضی ۱۴۰۵ · شیمی

سوال ۷۶ شیمی کنکور ریاضی ۱۴۰۵ با پاسخ تشریحی

سوال ۷۶ دفترچهٔ اختصاصی کنکور ریاضی ۱۴۰۵، با کلید رسمی سازمان سنجش. پاسخ تشریحی، دلیل نادرستی گزینه‌های دیگر و راهنمایی‌ها را هوش مصنوعی 1xAi بر پایهٔ همین کلید و متن کتاب درسی نوشته است.

سوال ۷۶ · شیمی

کنکور ریاضی ۱۴۰۵ · سوال ۷۶ · کلید رسمی سازمان سنجش

شیمی · شیمی ۱ · فصل ۱: کیهان زادگاه عنصرها

اگر شمار الکترون‌های دارای n=4n=4 در اتم عنصری، برابر با شمار الکترون‌های دارای n=2n=2 ، l=1l=1 در آرایش الکترونی آن باشد، عدد اتمی این عنصر کدام است؟

  1. گزینهٔ ۱: ۳۰
  2. گزینهٔ ۲: ۳۲
  3. گزینهٔ ۳: ۳۴
  4. گزینهٔ ۴: ۳۶
نمایش پاسخ و پاسخ تشریحی

پاسخ درست: گزینهٔ ۳ (کلید رسمی سازمان سنجش)

پاسخ تشریحی

ابتدا مشخص می‌کنیم هر شرط به کدام الکترون‌ها اشاره دارد.

گام اول: شمار الکترون‌های دارای n=2n=2 و l=1l=1
عدد کوانتومی فرعی l=1l=1 نشان‌دهندهٔ زیرلایهٔ pp است؛ بنابراین منظور سؤال، الکترون‌های زیرلایهٔ 2p2p است. در همهٔ اتم‌های داده‌شده، این زیرلایه پر و به‌صورت 2p62p^6 است؛ پس شمار این الکترون‌ها برابر 66 است. آرایش‌های فشردهٔ گازهای نجیب نیز پرشدن این زیرلایه را نشان می‌دهند (شیمی ۱، صفحهٔ ۳۴–۳۵).

گام دوم: شمارش الکترون‌های دارای n=4n=4
طبق شرط سؤال، لایهٔ چهارم نیز باید 66 الکترون داشته باشد. با توجه به ترتیب پرشدن زیرلایه‌ها طبق قاعدهٔ آفبا، آرایش اتم‌های گزینه‌ها را می‌توان به شکل زیر نوشت (شیمی ۱، صفحهٔ ۳۰–۳۱):
[Ar] 3d104s24px[\mathrm{Ar}]\,3d^{10}4s^24p^x
دقت کنید که الکترون‌های 3d3d متعلق به لایهٔ سوم‌اند، حتی اگر پس از 4s4s در ترتیب پرشدن قرار بگیرند. بنابراین برای شمارش الکترون‌های لایهٔ چهارم داریم:
2+x=6⇒x=42+x=6\quad\Rightarrow\quad x=4
پس آرایش موردنظر برابر است با:
[Ar] 3d104s24p4[\mathrm{Ar}]\,3d^{10}4s^24p^4

گام سوم: محاسبهٔ عدد اتمی
هستهٔ فشردهٔ [Ar][\mathrm{Ar}] نمایندهٔ 1818 الکترون است. در اتم خنثی، شمار کل الکترون‌ها با عدد اتمی برابر است (شیمی ۱، صفحهٔ ۲۷–۲۸). در نتیجه:
Z=18+10+2+4=34Z=18+10+2+4=34
این آرایش هم در زیرلایهٔ 2p2p و هم در مجموع زیرلایه‌های اشغال‌شدهٔ لایهٔ چهارم، 66 الکترون دارد و شرط سؤال را برآورده می‌کند.

پاسخ: گزینهٔ ۳

چرا گزینه‌های دیگر نادرست‌اند

  • گزینهٔ ۱: ممکن است دانش‌آموز پرشدن زیرلایهٔ 3d3d را به‌اشتباه جزو پرشدن لایهٔ چهارم حساب کند. در اتم با عدد اتمی 3030، آرایش [Ar] 3d104s2[\mathrm{Ar}]\,3d^{10}4s^2 است؛ بنابراین لایهٔ چهارم فقط 22 الکترون دارد، نه 66 الکترون.
  • گزینهٔ ۲: این انتخاب می‌تواند از برابر گرفتن شمار الکترون‌های لایهٔ چهارم با عدد کوانتومی اصلی آن ناشی شود. در اتم با عدد اتمی 3232، آرایش [Ar] 3d104s24p2[\mathrm{Ar}]\,3d^{10}4s^24p^2 است و شمار الکترون‌های دارای n=4n=4 برابر 44 است، نه 66.
  • گزینهٔ ۴: ممکن است دانش‌آموز به‌جای برابری شمار الکترون‌ها، کامل‌بودن لایهٔ ظرفیت را ملاک قرار دهد یا فقط الکترون‌های 4p4p را بشمارد. در اتم با عدد اتمی 3636، زیرلایهٔ 4p4p دارای 66 الکترون است، اما با احتساب 4s24s^2، مجموع الکترون‌های لایهٔ چهارم 88 می‌شود.

راهنمایی قدم‌به‌قدم (پیش از دیدن پاسخ)

  1. تفاوت «لایه» و «زیرلایه» را به یاد بیاورید: مشخص‌کردن فقط nn یک لایه را تعیین می‌کند، اما مشخص‌کردن هم‌زمان nn و ll یک زیرلایه را مشخص می‌کند.
  2. شرط‌های n=2n=2 و l=1l=1 به زیرلایهٔ 2p2p اشاره دارند که در همهٔ اتم‌های گزینه‌ها پر است. در سوی دیگر برابری، باید همهٔ الکترون‌های لایهٔ چهارم را بشمارید، نه فقط الکترون‌های 4p4p.
  3. آرایش اتم‌های گزینه‌ها را به شکل [Ar] 3d104s24px[\mathrm{Ar}]\,3d^{10}4s^24p^x بنویسید. از برابری 2+x=62+x=6، توان زیرلایهٔ آخر را به دست آورید و سپس الکترون‌های کل آرایش را جمع کنید.

شیمی ۱ · فصل ۱: کیهان زادگاه عنصرها

سوال‌های رسمی دیگر کنکور تجربی از همین فصل:

فصل «کیهان زادگاه عنصرها» را در پنل یادگیری تمرین کن

در پنل یادگیری 1xAi سوال‌هایی مثل همین را جواب می‌دهی و جوابت ثبت می‌شود؛ پیش از دیدن پاسخ، سه راهنمایی پله‌پله داری و معلم هوشمند بی‌آن‌که جواب را لو بدهد کمکت می‌کند. تمرین و آزمون رایگان است؛ معلم هوشمند هم سهمیهٔ روزانهٔ رایگان دارد.

ساختن حساب رایگان است و بعد از ثبت‌نام مستقیم به همین بخش از پنل برمی‌گردی.

شیمی · ریاضی ۱۴۰۵