سوال ۱۵ — سؤال ۱۵ امتحان نهایی شیمی ۳ — شهریور ۱۴۰۵، نوبت صبح

الف) (۲)؛ زیرا چگالی بار $\mathrm{O^{2-}}$ بیشتر از $\mathrm{Cl^-}$ است و چگالی بار $\mathrm{Ca^{2+}}$ بیشتر از $\mathrm{K^+}$ است. (یا: بار $\mathrm{O^{2-}}$ بیشتر از $\mathrm{Cl^-}$ و بار $\mathrm{Ca^{2+}}$ بیشتر از $\mathrm{K^+}$ است؛ یا: شعاع $\mathrm{O^{2-}}$ کمتر از $\mathrm{Cl^-}$ و شعاع $\mathrm{Ca^{2+}}$ کمتر از $\mathrm{K^+}$ است؛ یا: شعاع $\mathrm{O^{2-}}$ کمتر از $\mathrm{Cl^-}$ و بار $\mathrm{Ca^{2+}}$ بیشتر از $\mathrm{K^+}$ است.)

ب) CaO

هرچه چگالی بار یون‌ها (نسبت بار به شعاع) بیشتر باشد، جاذبهٔ آن‌ها در شبکهٔ بلور قوی‌تر و آنتالپی فروپاشی شبکه بیشتر است.

الف) نمودار (۲). $\mathrm{K_2O}$ را با دو ترکیبی که نامشان روی نمودار آمده مقایسه می‌کنیم:

• با KCl: کاتیون هر دو $\mathrm{K^+}$ است، اما آنیون $\mathrm{O^{2-}}$ بار بیشتر و شعاع کمتری از $\mathrm{Cl^-}$ دارد؛ پس چگالی بارش بیشتر است و آنتالپی فروپاشی $\mathrm{K_2O}$ از KCl بیشتر است.
• با CaO: آنیون هر دو $\mathrm{O^{2-}}$ است، اما $\mathrm{Ca^{2+}}$ بار بیشتر و شعاع کمتری از $\mathrm{K^+}$ دارد؛ پس آنتالپی فروپاشی CaO بیشتر است، یعنی $\mathrm{K_2O}$ از CaO کمتر است.

بنابراین:

$$\mathrm{KCl < K_2O < CaO}$$

در نمودار، تنها نواری که میان CaO و KCl قرار دارد، نوار (۲) است.

ب) CaO. آنتالپی فروپاشی شبکهٔ CaO بسیار بیشتر از KCl است (نوار بلندتر)؛ یعنی جاذبهٔ یون‌ها در بلور آن قوی‌تر است و برای ذوب کردنش انرژی بیشتری لازم است. پس نقطه ذوب CaO بیشتر است.