پاسخ سوال ۲۳۹ شیمی کنکور تجربی سال ۹۹ دفترچه ۲۲۱-A

پاسخ سوال ۲۳۹ شیمی کنکور تجربی سال ۹۹ دفترچه ۲۲۱-A

 

سوال ۲۳۹ شیمی کنکور تجربی سال ۹۹، اگر چه خیلی از مدرسان فکر می کردند اشتباه است و با بعضی ها می گفتند که گزینه ها اشتباه است، ولی سوال کاملا درست است. بی شک می توان گفت که سوال ۲۳۹ شیمی کنکور تجربی سال ۹۹ یکی از زیباترین و پیچیده ترین سوال های کنکور بود. سوالی که در عین حالی که باید دانش آموز علم کافی می داشت باید قوه تحلیل بالایی از جملات هم می داشت. حال با هم به تحلیل این سوال زیبا می پردازیم.

 

سوال:

چند مورد از مطالب زیر درباره عنصر های _۲۰X و _۳۰Z جدول تناوبی درست است؟

مطلب اول: شمار الکترون های لایه سوم اتم هر دو عنصر، برابر است.

مطلب دوم: یونهای X⁺² و Z⁺² آرایش الکترونی اتم گازهای نجیب را دارند.

مطلب سوم: هر دو عنصر تنها با عدد اکسایش ۲+ در ترکیبهای خود شرکت دارند.

مطلب چهارم: _۲۰X یک فلز از گروه ۲ و _۳۰Z آخرین عنصر واسطه دوره چهارم است.

مطلب پنجم: همه لایه ها و زیر لایه های اشغال شده در یون پایدار آن ها از الکترون پر شده است.

 

گزینه ۱: ۲

گزینه ۲: ۳

گزینه ۳: ۴

گزینه ۴: ۵

 

پاسخ:

قبل از تحلیل مطالب بهتر است اول آرایش الکترونی عنصرها را بنویسیم:

_۲۰X = 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s²

_۳۰Z = 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰

تحلیل مطلب اول:

در لایه سوم عنصر اول ۸ الکترون در حالی که در لایه سوم عنصر دوم ۱۸ الکترون وجود دارد. بنابراین مطلب نادرست است.

تحلیل مطلب دوم:

فقط یون عنصر اولی به آرایش گاز نجیب دوره قبل خود می رسد. در حالی که در عنصر دومی که ۲ الکترون از زیرلایه ۴s برداشته می شود و به آرایش گاز نجیب نمی رسد. بنابراین، این گزینه هم نادرست است.

تحلیل مطلب سوم:

هر دو عنصر با از دست دادن ۲ الکترون از زیرلایه ۴s به پایداری میرسند (توجه فرمایید که لایه ظرفیت هر دو، زیرلایه ۴s میباشد). بنابراین، این مطلب درست می باشد.

تحلیل مطلب چهارم:

دوستان عزیز توجه کنید که آخرین زیر لایه ای که در عنصر اولی پر شده است زیرلایه ۴s² می باشد بنابراین عنصر مربوط به گروه ۲ می باشد. و آخرین زیرلایه ای که در عنصر دومی پر شده است زیرلایه ۳d¹⁰ می باشد بنابراین عنصر مربوط به دوره چهارم می باشد. پس این مطلب نیز درست می باشد.

تحلیل مطلب پنجم:

پیچیده ترین و نکته دارترین مطلب همین مطلب پنجم می باشد که باعث شده خیلی از مدرسان به اشتباه بیفتند و فکر کنند که این مطلب نادرست است در حالی که کاملا درست می باشد. پس دوستان خوب توجه کنید:

مطلب گفته که “همه لایه ها و زیر لایه های اشغال شده در یون پایدار آن ها از الکترون پر شده است”. پس بیایید آرایش الکترونی یون های پایدار این دو عنصر را با هم بنویسیم:

_۲۰X⁺² = 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶

_۳۰Z⁺² = 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ ۳d¹⁰

نکته بسیار مهم: توجه کنید که در هر دو از زیر لایه ۴s² الکترون برداشته می شود چون این زیرلایه، زیرلایه ظرفیت می باشد.

ببینید دوستان در این مطلب دو تا واژه “اشغال شدن” و “پر شدن” آورده است.

اگر فقط واژه “اشغال شدن” را می آورد آن وقت حتی اگر فقط یک الکترون هم وارد شده بود نیز به حساب می آوردیم. ولی چون واژه “پر شدن” را نیز آورده است، به همین خاطر تنها زیرلایه هایی را حساب می کنیم که هم در آن ها الکترون وارد شده باشد و هم اینکه کاملا با الکترون پر شده باشند.

خب می بینیم که در هر دو عنصر تمامی زیرلایه ها با الکترون پر شده اند.

اما در عین ناباوری، خیلی از مدرسان اشتباه کرده اند و می گویند که عنصر اولی اصلا زیرلایه _۳d ندارد…

ببینید دوستان نکته این مطلب دقیقا همین جاست. پس به ۴ تا جمله زیر با دقت نگاه کنید:

اگر مطلب گفته بود که “همه لایه های اشغال شده در یون پایدار آن ها از الکترون پر شده است”. چون زیرلایه ۳d عنصر اول پر نشده پس این مطلب نادرست می بود.

اگر مطلب گفته بود که “همه لایه ها و یا زیر لایه های اشغال شده در یون پایدار آن ها از الکترون پر شده است”. باز هم نادرست می بود چون در عنصر اولی لایه سوم کامل پر نشده است.

اگر مطلب گفته بود که “همه زیر لایه های اشغال شده در یون پایدار آن ها از الکترون پر شده است”. این جمله درست می بود چون همه زیرلایه ها در هر دو عنصر با الکترون پر شده اند.

اما در اینجا مطلب گفته که “همه لایه ها و زیر لایه های اشغال شده در یون پایدار آن ها از الکترون پر شده است”. چون از کلمه “و” بین دو کلمه لایه و زیرلایه استفاده کرده پس میگه که هر زیرلایه ای از هر لایه ای که الکترون در اون وارد شده کاملا پر شده است. اصلا به زیرلایه ۳d در عنصر اول الکترونی وارد نشده که بخواهد پر شده باشد یا نشده باشد، چون مطلب گفته لایه ها و زیر لایه های اشغال شده. پس مطلب کاملا درست است.

 

گزینه صحیح: با توجه به توضیحات و تحلیل ها، گزینه ۲ جواب صحیح می باشد.

 

دکتر مهدی نباتی

 

 

تدریس شیمی کنکور در تهران