سوال ۱۱۰ شیمی کنکور تجربی ۱۴۰۵ با پاسخ تشریحی

ابتدا عنصرهای ممکن را مشخص می‌کنیم و سپس هر عبارت را جداگانه می‌سنجیم.

گام اول: شناسایی عنصرها
یون‌های موردنظر هرکدام $10$ الکترون دارند؛ پس آرایش الکترونی آن‌ها مانند نئون است:
$1s^2\,2s^2\,2p^6$

اتم‌های دورهٔ سوم که با ازدست‌دادن الکترون به این آرایش پایدار می‌رسند، سدیم، منیزیم و آلومینیم هستند:
$\mathrm{X\in\{Na,Mg,Al\}}$
$\mathrm{Na^+,\ Mg^{2+},\ Al^{3+}}$
عدد اتمی آن‌ها به‌ترتیب $11$، $12$ و $13$ است.

اتم‌های دورهٔ دوم که با گرفتن الکترون به همین آرایش می‌رسند، نیتروژن، اکسیژن و فلوئور هستند:
$\mathrm{Y\in\{N,O,F\}}$
$\mathrm{N^{3-},\ O^{2-},\ F^-}$
عدد اتمی آن‌ها به‌ترتیب $7$، $8$ و $9$ است. این شناسایی بر پایهٔ جایگاه عنصرها در جدول و تشکیل یون با آرایش گاز نجیب انجام می‌شود (شیمی ۱، صفحه‌های ۱۲، ۳۴ و ۳۸).

گام دوم: بررسی عبارت «الف» — درست
همهٔ حالت‌های ممکن برای $\mathrm{X}$ فلز و همهٔ حالت‌های ممکن برای $\mathrm{Y}$ نافلز هستند. انتقال الکترون از فلز به نافلز، کاتیون و آنیون ایجاد می‌کند و جاذبهٔ میان آن‌ها پیوند یونی است؛ بنابراین ترکیب حاصل یونی خواهد بود (شیمی ۱، صفحه‌های ۳۸–۳۹).

گام سوم: بررسی عبارت «ب» — درست
عدد کوانتومی فرعی $l=0$ به زیرلایهٔ $s$ مربوط است. چون آرایش الکترونی همهٔ این یون‌ها یکسان است، شمار الکترون‌های زیرلایه‌های $s$ نیز یکسان خواهد بود:
$N_{l=0}=N_{1s}+N_{2s}=2+2=4$
پس هر دو یون، شمار برابری الکترون با $l=0$ دارند. برای این شمارش از آرایش الکترونی و توزیع الکترون‌ها در زیرلایه‌ها استفاده می‌کنیم (شیمی ۱، صفحهٔ ۳۴).

گام چهارم: بررسی عبارت «ج» — نادرست
برای کمترین اختلاف عدد اتمی، باید سبک‌ترین عنصر ممکنِ دورهٔ سوم، یعنی سدیم، را با سنگین‌ترین عنصر ممکنِ دورهٔ دوم، یعنی فلوئور، مقایسه کنیم:
$\Delta Z_{\min}=11-9=2$
برای بیشترین اختلاف، آلومینیم را با نیتروژن مقایسه می‌کنیم:
$\Delta Z_{\max}=13-7=6$
پس کمینه و بیشینهٔ اختلاف، به‌ترتیب $2$ و $6$ هستند، نه $3$ و $5$. عددهای اتمی و ترتیب عنصرها از جدول دوره‌ای به دست می‌آیند (شیمی ۱، صفحهٔ ۱۲).

گام پنجم: بررسی عبارت «د» — نادرست
ترکیب حاصل یونی است و از یون‌های مثبت و منفی تشکیل می‌شود، نه مولکول‌های مجزایی که بتوان با تقارن آن‌ها گشتاورهای پیوندی را خنثی کرد. بنابراین توجیه صفرشدن گشتاور دوقطبی با تقارن مولکولی، در اینجا کاربرد ندارد. همچنین خنثی‌بودن ترکیب یونی فقط یعنی مجموع بار کاتیون‌ها و آنیون‌ها صفر است؛ این ویژگی به معنای نبود جدایی بار و ناقطبی‌بودن نیست (شیمی ۱، صفحهٔ ۳۸).

در نتیجه، فقط عبارت‌های «الف» و «ب» درست‌اند.

پاسخ: گزینهٔ ۱