سوال ۱۰۲ شیمی کنکور تجربی ۱۴۰۲ نوبت دوم با پاسخ تشریحی

۱. آنتالپی فروپاشی شبکه، انرژی مصرف‌شده در فشار ثابت برای تبدیل یک مول جامد یونی به یون‌های گازی سازندهٔ آن است. پس هرچه شبکه محکم‌تر باشد، آنتالپی فروپاشی آن بیشتر است (شیمی ۳، صفحهٔ ۸۲–۸۳).

۲. مطابق کتاب، افزایش قدرت جاذبهٔ یون‌ها، استحکام شبکه و انرژی لازم برای جداسازی کامل یون‌ها را افزایش می‌دهد. همچنین در شعاع برابر، یون با بار بیشتر، چگالی بار بیشتری دارد (شیمی ۳، صفحهٔ ۸۰–۸۱). در این سؤال داریم:
$r_{\mathrm{A^-}}=r_{\mathrm{D^{2-}}}$ و $r_{\mathrm{X^+}}=r_{\mathrm{Y^{2+}}}$.
بنابراین در مقایسه‌های موردنیاز، عامل تفاوت شعاع حذف می‌شود و می‌توان اثر بار یون‌ها را بررسی کرد.

۳. مقایسهٔ $\mathrm{XA}$ و $\mathrm{X_2D}$: کاتیون هر دو ترکیب $\mathrm{X^+}$ است. آنیون‌ها شعاع برابر دارند، اما اندازهٔ بار $\mathrm{D^{2-}}$ بیشتر از $\mathrm{A^-}$ است؛ پس جاذبه و استحکام شبکهٔ $\mathrm{X_2D}$ بیشتر است. در نتیجه:
$\Delta H_{\text{فروپاشی}}(\mathrm{XA})<\Delta H_{\text{فروپاشی}}(\mathrm{X_2D})$.

۴. مقایسهٔ $\mathrm{X_2D}$ و $\mathrm{YD}$: آنیون هر دو ترکیب $\mathrm{D^{2-}}$ است. کاتیون‌ها شعاع برابر دارند، اما بار $\mathrm{Y^{2+}}$ بیشتر از $\mathrm{X^+}$ است؛ پس شبکهٔ $\mathrm{YD}$ محکم‌تر است و انرژی بیشتری برای فروپاشی نیاز دارد:
$\Delta H_{\text{فروپاشی}}(\mathrm{X_2D})<\Delta H_{\text{فروپاشی}}(\mathrm{YD})$.

۵. با کنار هم گذاشتن دو مقایسه، ترتیب آنتالپی فروپاشی شبکه به دست می‌آید:
$\Delta H_{\text{فروپاشی}}(\mathrm{XA})<\Delta H_{\text{فروپاشی}}(\mathrm{X_2D})<\Delta H_{\text{فروپاشی}}(\mathrm{YD})$.
توجه کنید که زیروندهای فرمول ترکیب یونی، نسبت یون‌های لازم برای خنثی بودن ترکیب را نشان می‌دهند و نباید آن‌ها را با بار هر یون اشتباه گرفت (شیمی ۳، صفحهٔ ۸۰).

پاسخ: گزینهٔ ۴