سوال ۷۷ شیمی کنکور تجربی ۱۴۰۲ نوبت دوم با پاسخ تشریحی

برای یافتن عبارت نادرست، گزینه‌ها را جداگانه بررسی می‌کنیم. در رسم ساختار لوویس باید مجموع الکترون‌های ظرفیت حفظ شود و در چارچوب روش این درس، اتم‌ها به آرایش هشت‌تایی برسند؛ همچنین هر خط پیوند نشان‌دهندهٔ یک جفت الکترون است (شیمی ۱، صفحهٔ ۵۷–۵۸).

گزینهٔ ۱ ـ درست است.
در مولکول $\mathrm{COCl_2}$، مجموع الکترون‌های ظرفیت برابر است با:
$4+6+2(7)=24$
کربن با اکسیژن یک پیوند دوگانه و با هر اتم کلر یک پیوند یگانه تشکیل می‌دهد؛ پس تعداد الکترون‌های پیوندی برابر است با:
$4+2+2=8$
اکسیژن دو جفت و هر کلر سه جفت الکترون ناپیوندی دارد؛ بنابراین:
$N_{\text{ناپیوندی}}=4+2(6)=16$
در نتیجه، نسبت موردنظر برابر است با:
$\dfrac{N_{\text{ناپیوندی}}}{N_{\text{پیوندی}}}=\dfrac{16}{8}=2$

گزینهٔ ۲ ـ نادرست است.
شباهت آرایش الکترون‌ـ‌نقطه‌ای اعضای یک گروه را نباید بدون توجه به استثناها به همهٔ عنصرهای آن گروه تعمیم داد. هلیم و نئون هر دو در گروه گازهای نجیب قرار دارند، اما هلیم در لایهٔ ظرفیت خود $2$ الکترون و نئون $8$ الکترون دارد؛ بنابراین تعداد نقطه‌های نمایش لوویس آن‌ها متفاوت است. هلیم با کامل‌شدن لایهٔ نخست پایدار می‌شود و مشمول آرایش هشت‌تایی نیست.

گزینهٔ ۳ ـ درست است.
مجموع الکترون‌های ظرفیت در گوگرد دی‌اکسید و کربن دی‌سولفید به‌ترتیب چنین است:
$\mathrm{SO_2}:\quad 6+2(6)=18$
$\mathrm{CS_2}:\quad 4+2(6)=16$
در ساختار هشت‌تایی $\mathrm{SO_2}$، گوگرد یک پیوند یگانه و یک پیوند دوگانه با اکسیژن‌ها و یک جفت الکترون ناپیوندی دارد. جای پیوند یگانه و دوگانه را نیز می‌توان عوض کرد. در مقابل، ساختار کربن دی‌سولفید به‌صورت $\mathrm{S=C=S}$ است و کربن مرکزی جفت الکترون ناپیوندی ندارد. پس ساختار لوویس این دو مولکول متفاوت است (شیمی ۱، صفحهٔ ۵۷–۵۸).

گزینهٔ ۴ ـ درست است.
برای شمارش الکترون‌های ظرفیت هر یون با بار منفیِ یک، یک الکترون به مجموع الکترون‌های ظرفیت اتم‌ها اضافه می‌کنیم:
$\mathrm{NO_2^-}:\quad 5+2(6)+1=18$
$\mathrm{CN^-}:\quad 4+5+1=10$
در یون نیتریت، نیتروژن با یکی از اکسیژن‌ها پیوند یگانه و با دیگری پیوند دوگانه دارد؛ پس تعداد جفت‌های پیوندی آن برابر است با:
$1+2=3$
در یون سیانید، کربن و نیتروژن با پیوند سه‌گانه به هم متصل‌اند؛ بنابراین این یون نیز $3$ جفت الکترون پیوندی دارد. پس شمار جفت‌های پیوندی دو یون برابر است.

پاسخ: گزینهٔ ۲