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

آ) نمودار ۲؛ زیرا یون کلسیم با صابون تشکیل رسوب می‌دهد.

ب) a؛ زیرا در مقایسه با NaF، بار $\mathrm{O^{2-}}$ از $\mathrm{F^-}$ بیشتر است و چگالی بار بزرگ‌تری دارد؛ در نتیجه $\Delta H$ فروپاشی شبکهٔ آن بزرگ‌تر از NaF است.

پ)

ت) مولکول (۲)

آ) نمودار ۲. آبی که یون‌های $\mathrm{Ca^{2+}}$ (و $\mathrm{Mg^{2+}}$) زیادی دارد آب سخت است. این یون‌ها با آنیون‌های صابون ترکیب می‌شوند و رسوبی نامحلول می‌سازند؛ پس بخشی از صابون از دسترس خارج می‌شود و دیگر نمی‌تواند چربی را بشوید. هرچه یون کلسیم بیشتر باشد، صابون بیشتری رسوب می‌کند و قدرت پاک‌کنندگی کمتر می‌شود؛ این همان روند نزولی نمودار ۲ است.

ب) a. $\mathrm{Na_2O}$ را با $\mathrm{NaF}$ مقایسه می‌کنیم: کاتیون هر دو $\mathrm{Na^+}$ است، اما آنیون $\mathrm{O^{2-}}$ بار بیشتری از $\mathrm{F^-}$ دارد و چگالی بارش بیشتر است. جاذبهٔ میان یون‌ها قوی‌تر می‌شود؛ پس آنتالپی فروپاشی شبکهٔ $\mathrm{Na_2O}$ باید بیشتر از NaF باشد. از سوی دیگر، بار $\mathrm{Na^+}$ از $\mathrm{Mg^{2+}}$ کمتر است، پس مقدار آن از MgO کمتر است. نقطهٔ a بین NaF و MgO است، اما b از NaF هم پایین‌تر است؛ پس a درست است.

پ) نسبت بار به شعاع یعنی بار یون تقسیم بر شعاع آن (بر حسب پیکومتر). بار یون منیزیم $+2$ است:

ت) مولکول (۲). مولکول $\mathrm{CO_2}$ خطی و متقارن است: دو سر آن دو اتم اکسیژن یکسان‌اند، پس نقشهٔ پتانسیل آن دو سرِ یکسان دارد (مانند شکل ۱). اگر یک اکسیژن را با گوگرد عوض کنیم ($\mathrm{OCS}$)، دو سر مولکول دیگر یکسان نیستند: اتم گوگرد بزرگ‌تر است و الکترونگاتیوی آن با اکسیژن فرق دارد. پس توزیع بار مولکول نامتقارن می‌شود و نقشهٔ آن مانند شکل (۲) است که دو سرش با هم فرق دارند.