سوال ۹۰ · شیمی
کنکور تجربی ۱۴۰۴ نوبت اول · سوال ۹۰ · کلید رسمی سازمان سنجش
شیمی · شیمی ۲ · فصل ۱: قدر هدایای زمینی را بدانیم
کدام موارد درست است؟
الف ـ نقطهٔ جوش متان، بالاتر از بوتین است.
ب ـ واکنش‌پذیری بوتین، بیشتر از واکنش‌پذیری هگزان است.
ج ـ گشتاور دوقطبی ۱- هگزن، تقریباً برابر گشتاور دوقطبی اتان است.
د ـ نوع نیروی جاذبهٔ بین مولکولی پروپان، با نوع نیروی جاذبهٔ بین مولکولی یُد، متفاوت است.
نمایش پاسخ و پاسخ تشریحی
پاسخ درست: گزینهٔ ۳ (کلید رسمی سازمان سنجش)
پاسخ تشریحی
برای پاسخ، هر عبارت را جداگانه بررسی می‌کنیم.
الف ـ نادرست است. متان با فرمول از بوتین با فرمول کوچک‌تر است و الکترون‌های کمتری دارد؛ بنابراین نیروهای لاندن میان مولکول‌های متان ضعیف‌تر و نقطهٔ جوش آن پایین‌تر است. کتاب نیز تغییر اندازه و جرم مولکول هیدروکربن‌ها را از عوامل مؤثر بر جاذبهٔ بین‌مولکولی و نقطهٔ جوش معرفی می‌کند (شیمی ۲، صفحه‌های ۳۴–۳۵). پس برخلاف عبارت سؤال:
ب ـ درست است. بوتین یک آلکین و هیدروکربنی سیرنشده با پیوند سه‌گانهٔ کربن–کربن است؛ اما هگزان یک آلکان سیرشده است و فقط پیوندهای یگانه دارد. پیوند چندگانه امکان انجام واکنش‌های افزایشی را فراهم می‌کند؛ ازاین‌رو، در مقایسهٔ معمول کتاب درسی، بوتین از هگزان واکنش‌پذیرتر است. توجه کنید که این نتیجه به معنای ضعیف‌تر بودن کل پیوند سه‌گانه از پیوند یگانه نیست.
ج ـ درست است. اتان یک آلکان ناقطبی است و گشتاور دوقطبی آن تقریباً صفر است؛ این ویژگی برای آلکان‌ها در کتاب مطرح شده است (شیمی ۲، صفحه‌های ۳۴–۳۵). هگزنِ دارای پیوند دوگانه در ابتدای زنجیر نیز در تقریب کتاب درسی، هیدروکربنی ناقطبی محسوب می‌شود. وجود پیوند دوگانه به‌تنهایی باعث قطبی‌شدن قابل‌توجه مولکول نمی‌شود؛ بنابراین:
پس قید «تقریباً» در این عبارت مهم است.
د ـ نادرست است. پروپان یک آلکان ناقطبی است؛ ناقطبی‌بودن آلکان‌ها در کتاب تصریح شده است (شیمی ۲، صفحهٔ ۳۶). مولکول ید، ، نیز به دلیل یکسان‌بودن دو اتم آن ناقطبی است. بنابراین جاذبهٔ بین‌مولکولی هر دو از نوع لاندن است. بزرگ‌تر بودن مولکول ید باعث تفاوت در شدت جاذبه می‌شود، نه تفاوت در نوع آن.
در نتیجه، فقط عبارت‌های «ب» و «ج» درست‌اند.
پاسخ: گزینهٔ ۳
چرا گزینه‌های دیگر نادرست‌اند
- گزینهٔ ۱: ممکن است با درست تشخیص‌دادن «ج»، نقطهٔ جوش متان را نیز به‌اشتباه بیشتر بدانید. اما مولکول کوچک‌تر متان جاذبهٔ بین‌مولکولی ضعیف‌تر و نقطهٔ جوش پایین‌تری از بوتین دارد؛ پس «الف» نادرست است.
- گزینهٔ ۲: این انتخاب می‌تواند ناشی از اشتباه‌گرفتن نیروی بین‌مولکولی با پیوند درون مولکول باشد. هم «الف» نادرست است و هم «د»؛ زیرا پروپان و ید هر دو ناقطبی‌اند و جاذبهٔ بین‌مولکولی آن‌ها از نوع لاندن است.
- گزینهٔ ۴: در این گزینه، واکنش‌پذیری بیشتر هیدروکربن سیرنشده درست تشخیص داده شده، اما تفاوت شدت جاذبه با تفاوت نوع آن اشتباه گرفته شده است. جاذبهٔ بین‌مولکولی پروپان و ید شدت یکسانی ندارد، ولی نوع آن در هر دو لاندن است.
راهنمایی قدم‌به‌قدم (پیش از دیدن پاسخ)
- برای بررسی عبارت‌ها، سه موضوع را جداگانه به یاد بیاورید: اثر اندازهٔ مولکول بر نقطهٔ جوش، واکنش‌پذیری هیدروکربن‌های سیرشده و سیرنشده، و رابطهٔ قطبیت با نیروی بین‌مولکولی.
- متان بسیار کوچک‌تر از بوتین است؛ از سوی دیگر، بوتین پیوند سه‌گانه دارد ولی هگزان فقط دارای پیوندهای یگانه است. اثر این دو تفاوت را به‌ترتیب بر نقطهٔ جوش و واکنش‌پذیری بررسی کنید.
- در تقریب کتاب درسی، هیدروکربن‌های مورد سؤال را ناقطبی در نظر بگیرید. مولکول دواتمی ید نیز از دو اتم یکسان ساخته شده است؛ بنابراین برای بررسی «د»، نوع جاذبه را از شدت آن جدا کنید.