سوال ۱۱۰ شیمی کنکور تجربی ۱۴۰۲ نوبت اول با پاسخ تشریحی

ابتدا با شمردن الکترون‌ها، عنصرها را شناسایی می‌کنیم:

• $\mathrm{A}$ با $10+2+3=15$ الکترون، فسفر است: $\mathrm{P}$.
• $\mathrm{D}$ با $18+1=19$ الکترون، پتاسیم است: $\mathrm{K}$.
• $\mathrm{X}$ با $18+5+1=24$ الکترون، کروم است: $\mathrm{Cr}$.
• $\mathrm{Z}$ با $18+10+2+3=33$ الکترون، آرسنیک است: $\mathrm{As}$.

آرایش استثنایی کروم، یعنی داشتن تنها یک الکترون در زیرلایهٔ $4s$، در کتاب نیز مطرح شده است (شیمی ۱، صفحهٔ ۳۱–۳۲).

بررسی عبارت اول: درست است.
فسفر با گرفتن سه الکترون و پتاسیم با از دست دادن یک الکترون، به آرایش آرگون می‌رسند:

$\mathrm{P}+3e^-\longrightarrow\mathrm{P^{3-}}\qquad:\quad[\mathrm{Ar}]$

$\mathrm{K}\longrightarrow\mathrm{K^+}+e^-\qquad:\quad[\mathrm{Ar}]$

پس آرایش الکترونی این دو یون یکسان است. یون‌های $\mathrm{P^{3-}}$ و $\mathrm{K^+}$ در جدول یون‌های شناخته‌شدهٔ کتاب آمده‌اند (شیمی ۱، صفحهٔ ۳۷).

بررسی عبارت دوم: نادرست است.
پتاسیم در گروه اول و کروم در گروه ششم قرار دارد؛ وجود آرایش $4s^1$ در هر دو، برای نتیجه‌گیری دربارهٔ شباهت خواص شیمیایی کافی نیست، زیرا کروم الکترون‌های ظرفیت $3d$ نیز دارد. از سوی دیگر، فسفر و آرسنیک هر دو در گروه پانزدهم‌اند و آرایش لایهٔ بیرونی آن‌ها از نوع $ns^2np^3$ است؛ بنابراین خواص شیمیایی مشابهی دارند، نه متفاوت. ارتباط رفتار شیمیایی با الکترون‌های ظرفیت در کتاب توضیح داده شده است (شیمی ۱، صفحهٔ ۳۲–۳۳ و ۳۵–۳۶).

بررسی عبارت سوم: درست است.
فسفر و آرسنیک برای تشکیل آنیون‌های سه‌بار منفی، سه الکترون می‌گیرند و پتاسیم برای تشکیل کاتیون پایدار خود، یک الکترون از دست می‌دهد. کروم نیز می‌تواند با از دست دادن سه الکترون، یون پایدار $\mathrm{Cr^{3+}}$ را تشکیل دهد:

$\mathrm{Cr}\longrightarrow\mathrm{Cr^{3+}}+3e^-$

بنابراین کروم می‌تواند به بیشترین تغییر شمار الکترون‌ها در این مقایسه، یعنی سه الکترون، برسد. دقت کنید که عبارت نگفته است این تغییر «حتماً بیشتر از همهٔ عنصرهای دیگر» است؛ این بیشینه می‌تواند مشترک باشد.

بررسی عبارت چهارم: نادرست است.
برای فسفر، پتاسیم و آرسنیک، الکترون‌های ظرفیت همان الکترون‌های بیرونی‌ترین لایه‌اند؛ اما در عنصرهای دستهٔ $d$ دورهٔ چهارم، الکترون‌های هر دو زیرلایهٔ $3d$ و $4s$ ظرفیت محسوب می‌شوند (شیمی ۱، صفحهٔ ۳۳). در نتیجه، کروم دارای $5+1=6$ الکترون ظرفیت است، ولی بیرونی‌ترین لایهٔ اشغال‌شدهٔ آن، یعنی لایهٔ $n=4$، فقط یک الکترون دارد.

پس عبارت‌های اول و سوم درست‌اند و تعداد عبارت‌های درست برابر با دو است.

پاسخ: گزینهٔ ۲