سوال ۱۰۲ · شیمی
کنکور تجربی ۱۴۰۳ نوبت اول · سوال ۱۰۲ · کلید رسمی سازمان سنجش
شیمی · شیمی ۳ · فصل ۳: شیمی جلوه‌ای از هنر، زیبایی و ماندگاری
کدام مورد دربارهٔ سیلیس و یخ درست است؟
نمایش پاسخ و پاسخ تشریحی
پاسخ درست: گزینهٔ ۴ (کلید رسمی سازمان سنجش)
پاسخ تشریحی
برای بررسی گزینه‌ها، باید میان «شکل حلقه‌های شبکه»، «بُعد شبکه» و «نسبت اتم‌ها در فرمول شیمیایی» تفاوت بگذاریم.
۱. ساختار یخ: مولکول‌های آب در یخ آرایشی منظم و سه‌بُعدی دارند. پیوندهای هیدروژنی میان مولکول‌ها باعث تشکیل حلقه‌های شش‌گوشه می‌شوند؛ به همین دلیل شبکهٔ یخ به کندوی زنبور عسل تشبیه می‌شود. این تشبیه به معنای دوبُعدی بودن یخ نیست. پس گزینهٔ ۱ نادرست و توصیف گزینهٔ ۴ درست است. (شیمی ۳، صفحهٔ ۷۳–۷۴)
۲. ساختار سیلیس: سیلیس یک جامد کووالانسی با شبکه‌ای به‌هم‌پیوسته است، نه مجموعه‌ای از مولکول‌های مجزای . در این شبکه هر اتم سیلیسیم به چهار اتم اکسیژن و هر اتم اکسیژن به دو اتم سیلیسیم پیوند اشتراکی دارد. بنابراین نسبت تعداد اتم‌های سیلیسیم به اکسیژن برابر است، اما این نسبت به معنای اتصال هر سیلیسیم به دو اکسیژن نیست؛ پس گزینهٔ ۲ نادرست است. (شیمی ۳، صفحهٔ ۷۰–۷۱)
۳. شفافیت: سیلیس خالص و تراش‌خورده شفاف است و از خواص نوری آن در ساخت عدسی و منشور استفاده می‌شود. بنابراین ادعای کدر بودن سیلیس خالص در گزینهٔ ۳ نادرست است و برای رد آن کفایت می‌کند. (شیمی ۳، صفحهٔ ۷۰ و صفحهٔ ۷۳–۷۴)
در نتیجه، عبارت درست همان توصیف آرایش منظم مولکول‌های آب و تشکیل شبکه‌ای با حلقه‌های شش‌گوشه در یخ است.
پاسخ: گزینهٔ ۴
چرا گزینه‌های دیگر نادرست‌اند
- گزینهٔ ۱: ممکن است شکل حلقه‌های شش‌گوشه، ساختار یخ را دوبُعدی جلوه دهد؛ اما این حلقه‌ها بخشی از یک شبکهٔ سه‌بُعدی‌اند. بنابراین دوبُعدی دانستن ساختار یخ نادرست است.
- گزینهٔ ۲: این گزینه از اشتباه گرفتن نسبت اتم‌ها در فرمول با تعداد اتم‌های متصل به هر سیلیسیم ناشی می‌شود. در شبکهٔ سیلیس، هر اتم سیلیسیم به چهار اتم اکسیژن پیوند اشتراکی دارد و هر اکسیژن میان دو سیلیسیم مشترک است.
- گزینهٔ ۳: ظاهر کدر ماسه و نمونه‌های ناخالص سیلیس ممکن است باعث انتخاب این گزینه شود؛ درحالی‌که سیلیس خالص و تراش‌خورده شفاف است. همین نادرستی برای رد کل عبارت کافی است.
راهنمایی قدم‌به‌قدم (پیش از دیدن پاسخ)
- بخش «سازه‌های یخی، زیبا با ظاهری سخت اما زودگداز» را به یاد بیاورید؛ شکل حلقه‌ها را از بُعد کلی شبکه جدا کنید.
- شش‌گوشه بودن حلقه‌ها به معنای دوبُعدی بودن شبکه نیست؛ همچنین فرمول سیلیس فقط نسبت تعداد اتم‌های دو عنصر را نشان می‌دهد.
- پس از کنار گذاشتن ادعاهای مربوط به دوبُعدی بودن یخ، تعداد نادرست همسایه‌های سیلیسیم و کدر بودن سیلیس خالص، توصیف باقی‌مانده را با نظم آرایش مولکول‌های آب مقایسه کنید.