سوال ۱۰۷ · شیمی
کنکور تجربی ۱۴۰۴ نوبت اول · سوال ۱۰۷ · کلید رسمی سازمان سنجش
شیمی · شیمی ۳ · فصل ۳: شیمی جلوه‌ای از هنر، زیبایی و ماندگاری
در کدام موارد، ساختار بیان‌شده دربارهٔ جامد مربوطه درست است؟
الف ـ جامد فلزی: آرایش منظم کاتیون‌ها در سه بُعد
ب ـ جامد مولکولی: آرایش منظم اتم‌ها در سه بُعد
ج ـ جامد کووالانسی: چینش دو یا سه بُعدی از اتم‌ها
د ـ جامد یونی: چینش دو یا سه بُعدی از یون‌های مثبت و منفی
نمایش پاسخ و پاسخ تشریحی
پاسخ درست: گزینهٔ ۴ (کلید رسمی سازمان سنجش)
پاسخ تشریحی
برای بررسی عبارت‌ها باید هم «نوع ذرهٔ سازنده» و هم «بُعد گسترش ساختار» را در نظر بگیریم. کتاب، شبکهٔ بلوری را آرایش منظم و سه‌بعدی ذرات در حالت جامد معرفی می‌کند؛ نوع این ذرات در جامدهای مختلف متفاوت است (شیمی ۳، صفحهٔ ۸۰).
الف ـ درست است. در مدل جامد فلزی، کاتیون‌های فلزی آرایشی منظم و سه‌بعدی دارند و الکترون‌های نامستقر در سراسر ساختار حرکت می‌کنند. بنابراین، توصیف آرایش کاتیون‌ها در این عبارت درست است؛ البته کل جامد به دلیل حضور الکترون‌ها خنثی است.
ب ـ نادرست است. در جامد مولکولی، واحدهای سازندهٔ شبکه، مولکول‌ها هستند. پس توصیف مناسب، «آرایش منظم مولکول‌ها در سه بُعد» است. اینکه هر مولکول از اتم تشکیل شده، به معنای اتمی‌بودن واحدهای سازندهٔ شبکه نیست.
ج ـ درست است. در جامد کووالانسی، اتم‌ها با پیوندهای کووالانسی به یکدیگر متصل‌اند. این اتصال می‌تواند شبکه‌ای سه‌بعدی، مانند الماس، یا ساختاری دوبعدی در هر لایه، مانند گرافیت، ایجاد کند. در گرافیت، منظور از ساختار دوبعدی، شبکهٔ پیوندهای کووالانسی درون هر لایه است؛ خود قطعهٔ گرافیت از لایه‌های روی‌هم‌قرارگرفته تشکیل می‌شود.
د ـ نادرست است. یون‌های مثبت و منفی در جامد یونی، شبکه‌ای منظم و سه‌بعدی می‌سازند. کتاب نیز تشکیل شبکهٔ بلوری یونی را حاصل آرایش یون‌ها در سه بُعد می‌داند؛ بنابراین افزودن امکان «دوبعدی» به این توصیف نادرست است (شیمی ۳، صفحهٔ ۸۰).
در نتیجه، فقط عبارت‌های «الف» و «ج» درست‌اند.
پاسخ: گزینهٔ ۴
چرا گزینه‌های دیگر نادرست‌اند
- گزینهٔ ۱: ممکن است با این تصور انتخاب شود که چون مولکول‌ها از اتم ساخته شده‌اند، عبارت «ب» درست است و شبکهٔ یونی نیز می‌تواند دوبعدی باشد. اما واحدهای سازندهٔ شبکهٔ جامد مولکولی، مولکول‌ها هستند و شبکهٔ جامد یونی آرایشی سه‌بعدی دارد؛ پس هر دو عبارت این گزینه نادرست‌اند.
- گزینهٔ ۲: در این گزینه، درست‌بودن «ج» به‌درستی تشخیص داده شده، اما اتم‌های درون مولکول با واحدهای سازندهٔ شبکهٔ جامد مولکولی اشتباه گرفته شده‌اند. عبارت «ب» باید آرایش مولکول‌ها را بیان کند، نه اتم‌ها.
- گزینهٔ ۳: این گزینه از تشخیص درست ساختار فلزی، همراه با تعمیم ساختار دوبعدی بعضی جامدهای کووالانسی به جامدهای یونی، به دست می‌آید. عبارت «د» نادرست است، زیرا شبکهٔ جامد یونی سه‌بعدی است، نه دو یا سه‌بعدی.
راهنمایی قدم‌به‌قدم (پیش از دیدن پاسخ)
- برای هر نوع جامد، دو ویژگی را جداگانه بررسی کن: واحدهای سازندهٔ شبکه چه هستند و ساختار در چند بُعد گسترش دارد؟ تعریف شبکهٔ بلوری در شیمی ۳، صفحهٔ ۸۰، را به یاد بیاور.
- میان «اتم‌های درون یک مولکول» و «واحدهای سازندهٔ شبکهٔ جامد مولکولی» تفاوت بگذار. همچنین در مدل پیوند فلزی، کاتیون‌ها را در کنار الکترون‌های نامستقر در نظر بگیر.
- ساختار لایه‌ای گرافیت و شبکهٔ الماس را با شبکهٔ بلوری سدیم کلرید مقایسه کن؛ آیا امکان گسترش دوبعدی را می‌توان به هر دو نوع جامد کووالانسی و یونی نسبت داد؟