روش تشخیص نوع فلز از مدل دریای الکترونی شبکه بلوری فلزات – شیمی استاد نباتی

تدریس خصوصی شیمی دوازدهم

استاد شیمی آنلاین (همه شهرها) و حضوری (فقط تهران)

دکتر مهدی نباتی – دبیر شیمی رتبه های تک رقمی و دو رقمی

تدریس خصوصی شیمی کنکور در اسلامشهر تدریس شیمی کنکور در اسلامشهر تدریس خصوصی شیمی در اسلامشهر تدریس شیمی در اسلامشهر

فصل سوم از شیمی دوازدهم جزو سرفصل هایی از درس شیمی کنکور است که به خاطر اینکه در کتاب های درسی نظام قدیم نبوده و در کتاب درسی دوازدهم نظام جدید آورده شده، از لحاظ محتوایی جدید بوده و به همین دلیل تا سال ها پتانسیل طرح سوال جدید و نکته دار از این فصل سوم شیمی دوازدهم وجود دارد.

یکی از مباحثی که در فصل ۳ شیمی دوازدهم آورده شده، مبحث مدل دریای الکترونی در پیوندهای فلزی شبکه بلوری جامدات فلزی می باشد.

در این مقاله می خواهم یک نکته بسیار جدید به شما دانش آموزان عزیزم آموزش دهم تا یاد بگیرید که چگونه می توان از تعداد الکترون های موجود در دریای الکترونی فلزات، نوع فلز را تشخیص داد.

لذا با حل یک تست تالیفی یاد خواهیم گرفت که نوع اتم فلزی در جامد فلزی را از طریق تعداد الکترون های دریای الکترونی آن فلز تشخیص دهیم.

استاد خصوصی شیمی کنکور در اسلامشهر استاد شیمی کنکور در اسلامشهر استاد خصوصی شیمی در اسلامشهر استاد شیمی در اسلامشهر

سوال تستی تعیین نوع اتم مجهول از روی دریای الکترونی

۱۶٫۸ گرم از کدام فلز دارای ۱۰^۲۳ × ۵٫۴۱۹۸ الکترون در دریای الکترونی شبکه بلوری خود است؟

(Fe=56 و Na=23 و Ca=40 و Zn=65)

الف: Zn

ب: Fe

ج: Na

د: Ca

معلم خصوصی شیمی کنکور در اسلامشهر معلم شیمی کنکور در اسلامشهر معلم خصوصی شیمی در اسلامشهر معلم شیمی در اسلامشهر

پاسخ:

مفهوم دریای الکترونی:

دانش آموزان عزیزم، دریای الکترونی به زبان ساده به این معنی است که اتم های فلزی در یک شبکه بلوری، سست ترین الکترون های خود را از دست می دهند و خود به کاتیون پایدار تبدیل شده و این الکترون ها یک دریایی از الکترون های آزاد را تشکیل می دهند که نمی توان هیچ الکترونی به هیچ اتم خاصی مربوط دانست. چون این الکترون ها به صورت آزادانه در کل شبکه بلوری جریان دارند.

بنابراین می توان واکنش فرضی زیر را در نظر گرفت (n تعداد الکترون های سستی است که اتم فلزی از دست داده و به کاتیون پایدار تبدیل می شود):

M  →  Mⁿ⁺  +  n e^–

دبیر خصوصی شیمی کنکور در اسلامشهر دبیر شیمی کنکور در اسلامشهر دبیر خصوصی شیمی در اسلامشهر دبیر شیمی در اسلامشهر

استوکیومتری:

آموزش خصوصی شیمی کنکور در اسلامشهر آموزش شیمی کنکور در اسلامشهر آموزش خصوصی شیمی در اسلامشهر آموزش شیمی در اسلامشهر

ضریب × عدد آووگادرو n × ۶٫۰۲۲ × ۱۰۲۳	ضریب × جرم مولی ۱ × M
n e–	M
تعداد الکترون ها در دریای الکترونی ۵٫۴۱۹۸ × ۱۰۲۳	جرم ۱۶٫۸

کلاس خصوصی شیمی کنکور در اسلامشهر کلاس شیمی کنکور در اسلامشهر کلاس خصوصی شیمی در اسلامشهر کلاس شیمی در اسلامشهر

حالا طرفین وسطین می کنیم:

M × ۵٫۴۱۹۸ × ۱۰^۲۳ = ۱۶٫۸ × n × ۶٫۰۲۲ × ۱۰^۲۳

⇓

M = 18.67 × n

تدریس خصوصی شیمی کنکور در اسلامشهر تدریس شیمی کنکور در اسلامشهر تدریس خصوصی شیمی در اسلامشهر تدریس شیمی در اسلامشهر

با توجه به ابنکه سدیم و کلسیم و روی فقط یک نوع کاتیون ⁺Na و ⁺Ca² و ⁺Zn² و آهن نیز دو نوع کاتیون پایدار ⁺Fe² و ⁺Fe³ تشکیل می دهند، لذا n یکی از مقادیر ۱ و ۲ و ۳ را می تواند داشته باشد.

n =1  ⇒  M = 18.67 × ۱  ⇒ M = 18.7    ×

n =2  ⇒  M = 18.67 × ۲  ⇒ M = 37.3    ×

n =3  ⇒  M = 18.67 × ۳  ⇒ M = 56.0    √

بنابراین n=3 جواب صحیح است یعنی کاتیون ⁺Fe³، پس فلز مربوطه آهن می باشد.

تدریس خصوصی شیمی کنکور در اسلامشهر تدریس شیمی کنکور در اسلامشهر تدریس خصوصی شیمی در اسلامشهر تدریس شیمی در اسلامشهر

گزینه صحیح:

با توجه به محاسبات انجام شده، گزینه ب پاسخ صحیح سوال تستی طرح شده از مبحث تعیین فلز مجهول در شبکه بلوری جامدات فلزی هست.

تدریس خصوصی شیمی کنکور در اسلامشهر تدریس شیمی کنکور در اسلامشهر تدریس خصوصی شیمی در اسلامشهر تدریس شیمی در اسلامشهر

دکتر مهدی نباتی

استاد برتر شیمی کنکور ایران

تدریس خصوصی شیمی کنکور در اسلامشهر تدریس شیمی کنکور در اسلامشهر تدریس خصوصی شیمی در اسلامشهر تدریس شیمی در اسلامشهر

تدریس خصوصی آنلاین شیمی کنکور تهران مشهد اصفهان کرج شیراز تبریز قم اهواز کرمانشاه ارومیه رشت زاهدان همدان کرمان یزد اردبیل بندرعباس اراک اسلامشهر ساری بابل

تدریس خصوصی آنلاین شیمی کنکور و المپیاد شیمی ایران

تدریس خصوصی آنلاین شیمی کنکور تهران مشهد اصفهان کرج شیراز تبریز قم اهواز کرمانشاه ارومیه رشت زاهدان همدان کرمان یزد اردبیل بندرعباس اراک اسلامشهر ساری بابل