سوال ۸ — سؤال ۸ امتحان نهایی شیمی ۳ — شهریور ۱۴۰۵، نوبت صبح

الف) $\mathrm{X^{2-}}$؛ زیرا شعاع یون نسبت به اتم خنثی افزایش یافته است. (یا: شعاع اتم از شعاع یون کوچک‌تر است.)

$$0.0109 = \frac{2}{r} \Rightarrow r \simeq 183.5$$

ب) $0.0143$

الف) اندازهٔ بار یون در هر دو گزینه ۲ است. از نسبت بار به شعاع، شعاع یون را حساب می‌کنیم:

$$\frac{2}{r} = 0.0109 \Rightarrow r = \frac{2}{0.0109} \simeq 183.5\ \mathrm{pm}$$

شعاع یون ($183.5\ \mathrm{pm}$) از شعاع اتم ($102\ \mathrm{pm}$) بزرگ‌تر شده است. اتمی که الکترون از دست بدهد (کاتیون) کوچک‌تر می‌شود و اتمی که الکترون بگیرد (آنیون) بزرگ‌تر می‌شود. پس این یون آنیون است: $\mathrm{X^{2-}}$.

ب) X و Y در یک گروه‌اند، پس یون‌های آن‌ها بار یکسان ($2-$) دارند. عدد اتمی Y کمتر است؛ یعنی Y در همان گروه بالاتر قرار دارد و لایه‌های الکترونی کمتری دارد، پس شعاع یون $\mathrm{Y^{2-}}$ از شعاع یون $\mathrm{X^{2-}}$ کوچک‌تر است. با بار یکسان و شعاع کوچک‌تر، نسبت بار به شعاع بزرگ‌تر می‌شود:

$$\frac{2}{r_{\mathrm{Y^{2-}}}} > \frac{2}{r_{\mathrm{X^{2-}}}} = 0.0109$$

از دو عدد داده‌شده فقط $0.0143$ از $0.0109$ بزرگ‌تر است؛ پس پاسخ $0.0143$ است.