سوال ۲۶۷ · شیمی
کنکور تجربی ۱۳۹۸ · سوال ۲۶۷ · کلید رسمی سازمان سنجش
شیمی · شیمی ۳ · فصل ۳: شیمی جلوه‌ای از هنر، زیبایی و ماندگاری
کدام موارد از مطالب زیر، درستاند؟
آ) سیلیسیم مانند کربن، خاصیت شبه فلزی دارد.
ب) در ساختار سیلیس، هر اتم به چهار اتم اکسیژن متصل است.
پ) ساختار بلور سیلیسیم دی اکسید، مشابه ساختار کربن دی‌اکسید است.
ت) پس از اکسیژن، سیلیسیم فراوان‌ترین عنصر در پوستهٔ جامد زمین است.
نمایش پاسخ و پاسخ تشریحی
پاسخ درست: گزینهٔ ۴ (کلید رسمی سازمان سنجش)
پاسخ تشریحی
برای پاسخ، هر عبارت را جداگانه بررسی می‌کنیم:
آ) نادرست است. سیلیسیم شبه‌فلز است، اما کربن نافلز به شمار می‌رود. قرار گرفتن این دو عنصر در یک خانواده، به معنای یکسان بودن نوع آن‌ها نیست. کتاب نیز سیلیسیم را شبه‌فلزی از خانوادهٔ کربن معرفی می‌کند (شیمی ۳، صفحهٔ ۷۰).
ب) درست است. در شبکهٔ سیلیس، هر اتم با چهار اتم اکسیژن پیوند اشتراکی دارد و هر اتم اکسیژن، دو اتم سیلیسیم را به هم متصل می‌کند. بنابراین، تعداد اکسیژن‌های متصل به هر سیلیسیم با نسبت اتم‌ها در فرمول تفاوت دارد؛ اشتراک اکسیژن‌ها میان اتم‌های سیلیسیم باعث می‌شود نسبت کلی تعداد اتم‌های اکسیژن به سیلیسیم برابر باشد (شیمی ۳، صفحه‌های ۷۰–۷۱).
پ) نادرست است. سیلیس ساختاری شبکه‌ای و پیوسته دارد که در آن اتم‌ها با پیوندهای اشتراکی به هم متصل‌اند؛ اما کربن‌دی‌اکسید ماده‌ای مولکولی است و حتی در حالت جامد، از مولکول‌های مجزای تشکیل می‌شود. پس شباهت فرمول‌های و به معنای مشابه بودن ساختار بلوری آن‌ها نیست (شیمی ۳، صفحه‌های ۷۰–۷۱).
ت) درست است. مطابق متن و جدول فراوانی عنصرها، اکسیژن فراوان‌ترین عنصر پوستهٔ جامد زمین است و سیلیسیم پس از آن قرار دارد (شیمی ۳، صفحهٔ ۷۰).
در نتیجه، فقط عبارت‌های «ب» و «ت» درستاند.
پاسخ: گزینهٔ ۴
چرا گزینه‌های دیگر نادرست‌اند
- گزینهٔ ۱: ممکن است از شباهت فرمول‌های شیمیایی سیلیس و کربن‌دی‌اکسید، شباهت ساختار آن‌ها را نتیجه بگیرید و عبارت «پ» را درست بدانید؛ اما سیلیس شبکهٔ کووالانسی پیوسته دارد، در حالی که کربن‌دی‌اکسید از مولکول‌های مجزا تشکیل شده است.
- گزینهٔ ۲: این انتخاب می‌تواند ناشی از تعمیم هم‌گروه بودن کربن و سیلیسیم به نوع عنصر و ساختار اکسیدهای آن‌ها باشد؛ در حالی که کربن نافلز است و ساختار کربن‌دی‌اکسید نیز با سیلیس تفاوت دارد، پس عبارت‌های «آ» و «پ» نادرست‌اند.
- گزینهٔ ۳: ممکن است هم‌گروه بودن کربن و سیلیسیم را به معنای شبه‌فلز بودن هر دو بدانید و هم‌زمان، از فرمول برداشت کنید که هر سیلیسیم فقط به دو اکسیژن متصل است. کربن نافلز است و در شبکهٔ سیلیس، هر سیلیسیم به چهار اکسیژن اتصال دارد؛ بنابراین «آ» نادرست و «ب» درست است.
راهنمایی قدم‌به‌قدم (پیش از دیدن پاسخ)
- بخش «سیلیس، زیبا، سخت و ماندگار» را مرور کنید؛ نوع عنصرهای کربن و سیلیسیم، ساختار اکسیدهای آن‌ها و فراوانی عنصرها در پوستهٔ زمین را جداگانه بررسی کنید.
- هم‌گروه بودن دو عنصر الزاماً به معنای یکسان بودن ویژگی‌های آن‌ها نیست. همچنین میان ماده‌ای با مولکول‌های مجزا و ماده‌ای با شبکهٔ کووالانسی پیوسته تفاوت بگذارید.
- در شکل شبکهٔ سیلیس، همسایه‌های اکسیژنی یک اتم سیلیسیم را بشمارید؛ نسبت اتم‌ها در فرمول شیمیایی الزاماً برابر تعداد همسایه‌های هر اتم نیست. سپس نتیجه را با ترتیب فراوانی عنصرها در جدول پوستهٔ زمین کنار هم بگذارید.