سوال ۱۰۷ شیمی کنکور تجربی ۱۴۰۳ نوبت اول با پاسخ تشریحی

گام اول: آرایش یون را از آرایش اتم جدا می‌کنیم.
در صورت سؤال، زیرلایهٔ بیرونیِ «یون پایدار» مشخص شده است؛ بنابراین نباید آن را مستقیماً آرایش اتم خنثی بدانیم. اتم‌ها می‌توانند با گرفتن یا از دست دادن الکترون، به آرایش گاز نجیب برسند (شیمی ۱، صفحهٔ ۳۵–۳۶).

آرایش گاز نجیب کریپتون چنین است:
$\mathrm{Kr}: [Ar]\,3d^{10}4s^2 4p^6$
پس یون موردنظر آرایشی مانند کریپتون دارد، اما خود عنصر الزاماً کریپتون نیست (شیمی ۱، صفحهٔ ۳۴–۳۵).

گام دوم: گزینه‌ها را بررسی می‌کنیم.

گزینهٔ ۱: گاز نجیبی که اتم آن سه لایهٔ الکترونیِ اشغال‌شده دارد، آرگون است. آرایش آرگون برابر است با:
$\mathrm{Ar}: [Ne]\,3s^2 3p^6$
بنابراین آرایش آن به $3p^6$ ختم می‌شود، نه $4p^6$. افزون بر این، آرگون در چارچوب تشکیل یون‌های پایدارِ مطرح در کتاب، با گرفتن یا از دست دادن الکترون یون پایدار معمول تشکیل نمی‌دهد؛ زیرا خود آرایش گاز نجیب دارد. پس این گزینه قطعاً با شرط سؤال ناسازگار است (شیمی ۱، صفحهٔ ۳۴–۳۵).

گزینهٔ ۲: عنصر گروه $16$ با عدد اتمی $34$، سلنیم است. آرایش اتم و یون پایدار آن به صورت زیر است:
$\mathrm{Se}: [Ar]\,3d^{10}4s^2 4p^4$
$\mathrm{Se^{2-}}: [Ar]\,3d^{10}4s^2 4p^6$
پس سلنیم با گرفتن دو الکترون شرط سؤال را برقرار می‌کند و این گزینه می‌تواند درست باشد. نوشتن آرایش سلنیم نیز در تمرین‌های کتاب مطرح شده است (شیمی ۱، صفحهٔ ۳۱–۳۲).

گزینهٔ ۳: عدد کوانتومی فرعی $l=1$ مربوط به زیرلایهٔ $p$ و $l=0$ مربوط به زیرلایهٔ $s$ است (شیمی ۱، صفحهٔ ۲۹–۳۰). بنابراین آرایش ظرفیت توصیف‌شده، از نوع $ns^2 np^5$ است. برم با آرایش ظرفیت $4s^2 4p^5$ این ویژگی را دارد و با گرفتن یک الکترون، یون $\mathrm{Br^-}$ با آرایش بیرونی $4p^6$ می‌سازد؛ پس این گزینه نیز می‌تواند درست باشد.

گزینهٔ ۴: نافلز مایع، برم است. واکنش‌پذیری هالوژن‌ها با افزایش عدد اتمی در گروه کاهش می‌یابد؛ بنابراین برم از هالوژن‌های بالاتر از خود، یعنی فلوئور و کلر، واکنش‌پذیری کمتری دارد. همچنین یون پایدار آن، $\mathrm{Br^-}$، شرط آرایش الکترونی سؤال را دارد؛ پس این گزینه هم درست است.

در نتیجه، تنها توصیفی که به یقین با دادهٔ سؤال ناسازگار است، توصیف آرگون در گزینهٔ نخست است.

پاسخ: گزینهٔ ۱