سوال ۲۳۹ · شیمی
کنکور تجربی ۱۳۹۸ · سوال ۲۳۹ · کلید رسمی سازمان سنجش
شیمی · شیمی ۱ · فصل ۱: کیهان زادگاه عنصرها
نسبت شمار نوترونها به شمار پروتون در سنگینترین ایزوتوپ طبیعی عنصر هیدروژن، کدام است؟
نمایش پاسخ و پاسخ تشریحی
پاسخ درست: گزینهٔ ۲ (کلید رسمی سازمان سنجش)
پاسخ تشریحی
گام اول ـ تشخیص سنگینترین ایزوتوپ طبیعی: طبق جدول کتاب، ایزوتوپهای ، و در طبیعت وجود دارند؛ هرچند فراوانی سومی ناچیز است. ایزوتوپهای با عدد جرمی تا ساختگیاند. پس سنگینترین ایزوتوپ طبیعی هیدروژن، تریتیم با نماد است. پرتوزا بودن تریتیم، به معنای طبیعی نبودن آن نیست (شیمی ۱، صفحهٔ ۵–۶).
گام دوم ـ تعیین شمار پروتونها و نوترونها: در نماد ، عدد اتمی شمار پروتونها و عدد جرمی مجموع شمار پروتونها و نوترونهاست؛ بنابراین (شیمی ۱، صفحهٔ ۵). برای تریتیم داریم:
گام سوم ـ محاسبهٔ نسبت خواستهشده:
پاسخ: گزینهٔ ۲
چرا گزینههای دیگر نادرستاند
- گزینهٔ ۱: ممکن است با انتخاب دوتریم، یعنی سنگینترین ایزوتوپ پایدار هیدروژن، به نسبت برسید؛ اما سؤال دربارهٔ ایزوتوپ طبیعی است، نه لزوماً پایدار. تریتیم نیز با فراوانی ناچیز در طبیعت وجود دارد و از دوتریم سنگینتر است.
- گزینهٔ ۳: این گزینه از اشتباه گرفتن عدد جرمی تریتیم با شمار نوترونهای آن به دست میآید. عدد جرمی مجموع شمار پروتونها و نوترونهاست؛ بنابراین باید شمار پروتونها را از آن کم کرد.
- گزینهٔ ۴: ممکن است بزرگترین عدد جرمی جدول، یعنی ، را مستقیماً پاسخ بدانید؛ اما این ایزوتوپ ساختگی است و عدد جرمی نیز همان نسبت شمار نوترونها به پروتونها نیست.
راهنمایی قدمبهقدم (پیش از دیدن پاسخ)
- در جدول ایزوتوپهای هیدروژن، به ستون «درصد فراوانی در طبیعت» دقت کنید؛ طبیعی بودن با پایدار بودن یکسان نیست.
- ابتدا ایزوتوپهای ساختگی را کنار بگذارید و از میان ایزوتوپهای طبیعی، آن را که بیشترین عدد جرمی دارد انتخاب کنید.
- در نماد ایزوتوپ انتخابشده، شمار پروتونها برابر و شمار نوترونها برابر است؛ برای نسبت خواستهشده، از رابطهٔ استفاده کنید.