سوال ۱۰ — سؤال ۱۰ امتحان نهایی شیمی ۳ — مرداد ۱۴۰۵

آ) (a) $+5$ — (b) $+6$

ب) $\mathrm{X(s)}$؛ آنتالپی پیوند بین اتم‌های X بیشتر است و هنگام تشکیل آن انرژی بیشتری آزاد شده و پایدارتر است. (هرچه آنتالپی پیوند بیشتر باشد، پایداری ساختار بیشتر است.)

پ) بخش (۱)

ت) ناقطبی؛ مولکول خطی است و نقشهٔ پتانسیل الکتروستاتیکی آن متقارن است (بار الکتریکی پیرامون اتم مرکزی به طور متقارن توزیع شده است).

آ) مجموع عدد اکسایش اتم‌ها در یک یون برابر بار آن یون است و عدد اکسایش اکسیژن $-2$ است.

ترکیب (a) یون $\mathrm{P_2O_7^{4-}}$ است (دو اتم فسفر یکسان و هفت اتم اکسیژن):

ترکیب (b) یون $\mathrm{Cr_2O_7^{2-}}$ است:

ب) در جامد کووالانسی، همهٔ اتم‌ها با پیوند اشتراکی به هم وصل‌اند. آنتالپی پیوند X–X ($348\ \mathrm{kJ\,mol^{-1}}$) از Y–Y ($226\ \mathrm{kJ\,mol^{-1}}$) بیشتر است؛ یعنی هنگام تشکیل شبکهٔ X انرژی بیشتری آزاد شده و برای شکستن آن هم انرژی بیشتری لازم است. پس $\mathrm{X(s)}$ پایدارتر است.

پ) در نقشهٔ پتانسیل الکتروستاتیکی، بخش سرخ‌رنگ جایی است که چگالی الکترون بیشتر است (بار جزئی منفی، $\delta^-$). خاصیت نافلزی B بیشتر است، پس B الکترون‌های پیوند را بیشتر به سمت خود می‌کشد و بار جزئی منفی می‌گیرد. بخش (۱) روی اتم B است؛ پس بخش (۱) سرخ‌رنگ است.

ت) در مولکول خطی $\mathrm{DZ_2}$، دو اتم Z در دو طرف اتم مرکزی D و روی یک خط قرار دارند. قطبیت دو پیوند D–Z هم‌اندازه و در خلاف جهت یکدیگر است و اثر هم را خنثی می‌کنند؛ بار الکتریکی پیرامون اتم مرکزی متقارن پخش شده است. پس مولکول ناقطبی است و در میدان الکتریکی جهت‌گیری نمی‌کند (مانند $\mathrm{CO_2}$).