سوال ۸۱ شیمی کنکور تجربی ۱۴۰۳ نوبت اول با پاسخ تشریحی

برای مقایسهٔ نقطهٔ جوش، باید جاذبهٔ میان ذره‌های سازندهٔ مواد را بررسی کنیم، نه اینکه فقط جرم مولی را ملاک قرار دهیم. در مواد مولکولی، جرم و قطبیت مولکول‌ها و وجود پیوند هیدروژنی اهمیت دارند (شیمی ۱، صفحه‌های ۱۰۵–۱۰۷).

گام اول: مقایسهٔ ترکیب‌های یونی گزینهٔ دوم
کلسیم اکسید و سدیم برمید هر دو یونی‌اند. یون‌های سازندهٔ کلسیم اکسید، $\mathrm{Ca^{2+}}$ و $\mathrm{O^{2-}}$، و یون‌های سازندهٔ سدیم برمید، $\mathrm{Na^+}$ و $\mathrm{Br^-}$ هستند. بار بیشتر یون‌ها و کوچک‌تر بودن یون اکسید نسبت به یون برمید، جاذبهٔ یونی قوی‌تری در کلسیم اکسید ایجاد می‌کند؛ بنابراین نقطهٔ جوش کلسیم اکسید بالاتر است.

گام دوم: مقایسهٔ بخش یونی و مولکولی
جاذبهٔ قوی میان یون‌های سدیم برمید، در مقایسه با نیروهای بین‌مولکولی دو مادهٔ مولکولی این گزینه، سبب می‌شود نقطهٔ جوش آن از هر دو بیشتر باشد. توجه کنید که ترکیب یونی از مولکول‌های مجزا تشکیل نشده است و نباید جاذبهٔ میان یون‌های آن را «نیروی بین‌مولکولی» بنامیم.

گام سوم: مقایسهٔ دو مادهٔ مولکولی
در $\mathrm{HF}$، هیدروژن مستقیماً به فلوئور متصل است؛ پس میان مولکول‌های آن پیوند هیدروژنی برقرار می‌شود. مولکول‌های $\mathrm{CO}$ چنین پیوندی تشکیل نمی‌دهند و نقطهٔ جوش پایین‌تری دارند. شرط تشکیل پیوند هیدروژنی در شیمی ۱، صفحهٔ ۱۰۷ بیان شده است.

پس ترتیب درست نقطهٔ جوش چنین است:
$\mathrm{CaO>NaBr>HF>CO}$

کنترل گزینه‌های دیگر:

• در گزینهٔ اول، بار یون‌های متناظر برابر است، اما یون‌های سازندهٔ سدیم اکسید کوچک‌ترند؛ بنابراین جاذبهٔ یونی آن قوی‌تر است و مقایسهٔ نخست برعکس نوشته شده است.
• در گزینهٔ سوم، کتاب نقطهٔ جوش $\mathrm{HF}$ را $19\,{}^\circ\mathrm{C}$ و آمونیاک را $-33.5\,{}^\circ\mathrm{C}$ گزارش می‌کند؛ پس ترتیب این دو نادرست است (شیمی ۱، صفحهٔ ۱۰۷).
• در گزینهٔ چهارم، اتانول به‌دلیل داشتن گروه $\mathrm{O-H}$ میان مولکول‌های خود پیوند هیدروژنی تشکیل می‌دهد، ولی استون فاقد چنین گروهی است. ازاین‌رو نقطهٔ جوش اتانول با وجود جرم مولی کمتر، از استون بالاتر است (شیمی ۱، صفحهٔ ۱۰۷).

پاسخ: گزینهٔ ۲