سوال ۲۱۷ · شیمی
کنکور تجربی ۱۴۰۱ · سوال ۲۱۷ · کلید رسمی سازمان سنجش
شیمی · شیمی ۱ · فصل ۱: کیهان زادگاه عنصرها
با مشخص شدن جایگاه یک عنصر در جدول تناوبی، چند مورد از مفاهیم زیر برای آن عنصر مشخص میشود؟
- شمارهٔ گروه
- شمارهٔ دوره
- شمار ایزوتوپها
- عدد اتمی
- عدد جرمی
- شمار پروتونها و الکترونهای اتم
- شمار نوترونهای اتم
- زیرلایهٔ در حال پر شدن اتم
نمایش پاسخ و پاسخ تشریحی
پاسخ درست: گزینهٔ ۲ (کلید رسمی سازمان سنجش)
پاسخ تشریحی
برای پاسخ، باید اطلاعاتی را که از هویت عنصر به دست می‌آیند، از اطلاعات وابسته به ایزوتوپ جدا کنیم.
۱. شمارهٔ گروه و شمارهٔ دوره: مشخص می‌شوند. ستون عنصر، گروه و ردیف آن، دوره را تعیین می‌کند؛ پس جایگاه عنصر هر دو را مشخص می‌کند (شیمی ۱، صفحهٔ ۱۲).
۲. عدد اتمی: مشخص میشود. عنصرها در جدول تناوبی به ترتیب افزایش عدد اتمی قرار گرفته‌اند و هر خانه به یک عنصر معین تعلق دارد؛ بنابراین جایگاه عنصر، عدد اتمی آن را تعیین می‌کند (شیمی ۱، صفحهٔ ۱۲).
۳. شمار ایزوتوپها: مشخص نمی‌شود. جایگاه جدول بر اساس عدد اتمی است و به‌تنهایی نشان نمی‌دهد یک عنصر چند ایزوتوپ دارد.
۴. عدد جرمی: مشخص نمی‌شود. ایزوتوپ‌های یک عنصر عدد اتمی یکسان، ولی عدد جرمی متفاوت دارند. پس بدون تعیین ایزوتوپ نمی‌توان عدد جرمی معینی به اتم نسبت داد. توجه کنید که «جرم اتمی میانگین» در خانهٔ جدول، با «عدد جرمی» یک ایزوتوپ تفاوت دارد؛ دادهٔ جرمیِ معرفی‌شده در خانهٔ نمونهٔ کتاب نیز جرم اتمی میانگین است (شیمی ۱، صفحهٔ ۱۲).
۵. شمار پروتونها و الکترونهای اتم: مشخص میشود. عدد اتمی برابر شمار پروتون‌هاست و در اتم خنثی، شمار الکترون‌ها نیز با آن برابر است:
کتاب نیز چیدمان عنصرها را بر مبنای عدد اتمی یا شمار الکترونهای اتم بیان می‌کند (شیمی ۱، صفحه‌های ۲۷–۲۸). این عبارت در فهرست سؤال، یک مورد محسوب میشود.
۶. شمار نوترونهای اتم: مشخص نمی‌شود. برای محاسبهٔ آن، علاوه بر عدد اتمی، عدد جرمی نیز لازم است:
چون ایزوتوپ و در نتیجه عدد جرمی مشخص نیست، شمار نوترون‌ها نیز تعیین نمی‌شود.
۷. زیرلایهٔ در حال پر شدن اتم: مشخص میشود. با معلوم بودن عدد اتمی، شمار الکترونهای اتم خنثی مشخص است؛ از توزیع این الکترون‌ها در لایه‌ها و زیرلایه‌ها، زیرلایهٔ در حال پر شدن تعیین میشود (شیمی ۱، صفحه‌های ۲۷–۳۰).
در نتیجه، شمارهٔ گروه، شمارهٔ دوره، عدد اتمی، شمار پروتونها و الکترونهای اتم، و زیرلایهٔ در حال پر شدن مشخص می‌شوند؛ یعنی در مجموع پنج مورد.
پاسخ: گزینهٔ ۲
چرا گزینه‌های دیگر نادرست‌اند
- گزینهٔ ۱: ممکن است شمار پروتونها و شمار الکترون‌ها را دو مورد جداگانه بشمارید؛ اما این دو در صورت سؤال، یک مورد هستند. همچنین نباید جرم اتمی میانگینِ درج‌شده در جدول را با عدد جرمی یکسان دانست.
- گزینهٔ ۳: ممکن است زیرلایهٔ در حال پر شدن را نامشخص بدانید و آن را نشمارید؛ درحالی‌که با مشخص شدن عنصر و عدد اتمی آن، آرایش الکترونی و زیرلایهٔ در حال پر شدن نیز تعیین میشود.
- گزینهٔ ۴: این انتخاب می‌تواند حاصل شمردن فقط شمارهٔ گروه، شمارهٔ دوره و عدد اتمی باشد. اما از عدد اتمی، شمار پروتونها و الکترونهای اتم خنثی و نیز آرایش الکترونی آن به دست می‌آید.
راهنمایی قدم‌به‌قدم (پیش از دیدن پاسخ)
- به تفاوت اطلاعات مربوط به «عنصر» و اطلاعات مربوط به «ایزوتوپ معینِ آن عنصر» توجه کنید؛ جایگاه جدول تناوبی، هویت عنصر را مشخص می‌کند.
- عدد اتمی را از جایگاه عنصر به دست آورید؛ سپس از رابطهٔ آن با شمار پروتونها و الکترونهای اتم خنثی و از آرایش الکترونی کمک بگیرید.
- موارد وابسته به ایزوتوپ را کنار بگذارید و بقیه را بشمارید؛ دقت کنید «شمار پروتونها و الکترونهای اتم» در فهرست، یک مورد است.