حل تمرین های دوره ای فصل 3 شیمی یازدهم سوال 1 و2

پاسخ تشریحی و گام به گام تمرین دوره ای فصل سوم شیمی یازدهم - تمرین ۱ سلام به شیمی‌دان‌های باهوش! در این تمرین یاد می‌گیریم چطور بین ساختار یک پلی‌مر و مونومر سازنده آن ارتباط برقرار کنیم. **الف) شناسایی مونومر:** با نگاه به ساختار، متوجه می‌شویم که واحد تکرارشونده دارای سه کربن در زنجیره اصلی و یک شاخه متیل است. این پلی‌مر **پلی‌پروپن** است و مونومر سازنده آن **پروپن** با فرمول $CH_2=CH-CH_3$ می‌باشد. **ب) شناسایی مونومر:** این ساختار نشان‌دهنده اتم‌های کلر ($Cl$) روی کربن‌های زنجیره است. نام این پلی‌مر **پلی‌وینیل کلرید (PVC)** است و مونومر آن **وینیل کلرید** با فرمول $CH_2=CHCl$ است. **پ) رسم ساختار پلی‌مر:** مونومر داده شده **۱-بوتن** نام دارد. برای رسم پلی‌مر، پیوند دوگانه را به یگانه تبدیل کرده و از طرفین باز می‌کنیم: $-CH_2-CH_n-$ **ت) رسم ساختار پلی‌مر:** در این حالت کلی، دو گروه $R$ روی یک کربن قرار دارند. ساختار پلی‌مر به صورت $-[CR_2-CH_2]_n-$ خواهد بود. **ث) شناسایی مونومر:** واحد تکرارشونده نشان می‌دهد که دو گروه متیل روی یک کربن قرار دارند. بنابراین مونومر آن **۲-متیل پروپن** (ایزوبوتیلن) با فرمول $CH_2=C(CH_3)_2$ است.

پاسخ تشریحی و گام به گام تمرین دوره ای فصل سوم شیمی یازدهم - تمرین ۲ در این سوال، رقابت بین بخش **قطبی** و **ناقطبی** مولکول را بررسی می‌کنیم. **پاسخ:** انحلال‌پذیری ترکیب شماره **(۱)** یعنی **اتانوئیک اسید (اسید استیک)** در آب بیشتر است. **دلیل:** هر دو مولکول دارای گروه عاملی کربوکسیل ($-COOH$) هستند که بخش **قطبی** مولکول است و می‌تواند با آب **پیوند هیدروژنی** برقرار کند. اما تفاوت در طول زنجیره هیدروکربنی است که بخش **ناقطبی (آب‌گریز)** مولکول محسوب می‌شود. در ترکیب (۱)، زنجیره بسیار کوتاه است و بخش قطبی بر مولکول غلبه دارد، بنابراین به خوبی در آب حل می‌شود. در ترکیب (۲)، زنجیره کربنی طولانی (۶ کربن) باعث بزرگ شدن بخش ناقطبی شده است. این بخش بزرگ مانع از برقراری موثر پیوندهای هیدروژنی با آب می‌شود و در نتیجه انحلال‌پذیری به شدت کاهش می‌یابد.

پاسخ تشریحی و گام به گام تمرین دوره ای فصل سوم شیمی یازدهم - تمرین ۳ بیایید این استر کوچک را کالبدشکافی کنیم! **الف) رسم ساختار:** تنها استر با این فرمول، **متیل متانوآت** است: $H-CO-O-CH_3$ **ب) اجزای سازنده:** * **اسید**: متانوئیک اسید (اسید فرمیک) با فرمول $HCOOH$. * **الکل**: متانول با فرمول $CH_3OH$. **پ) نیروی بین‌مولکولی:** نیروی غالب در این استر، **دوقطبی-دوقطبی** است. توجه کنید که استرها برخلاف اسیدها و الکل‌ها، اتم هیدروژن متصل به اکسیژن ندارند، پس نمی‌توانند بین مولکول‌های خود پیوند هیدروژنی تشکیل دهند. **ت) جرم مولی:** $M = (2 \times 12) + (4 \times 1) + (2 \times 16) = 24 + 4 + 32 = 60\,g \cdot mol^{-1}$ **ث) مقایسه نقطه جوش:** نقطه جوش **اتانوئیک اسید** بسیار **بیشتر** از متیل متانوآت است. دلیل: با وجود اینکه هر دو جرم مولی یکسانی (۶۰) دارند، اما اتانوئیک اسید می‌تواند **پیوندهای هیدروژنی** بسیار قوی ایجاد کند، در حالی که استر فقط نیروهای ضعیف‌تر دوقطبی-دوقطبی دارد. جدا کردن مولکول‌های اسید از هم به انرژی (دمای) بسیار بیشتری نیاز دارد.

پاسخ تشریحی و گام به گام تمرین دوره ای فصل سوم شیمی یازدهم - تمرین ۱ سلام به دوستان عزیز! در این تمرین یاد می‌گیریم چگونه با داشتن ساختار یک پلی‌مر، مونومر سازنده آن را پیدا کنیم و برعکس. **الف) شناسایی مونومر:** با توجه به تصویر، واحد تکرارشونده دارای سه اتم کربن است که یکی از آن‌ها به صورت شاخه متیل ($CH_{3}$) قرار دارد. این ساختار متعلق به **پلی‌پروپن** است و مونومر سازنده آن **پروپن** با فرمول $CH_{2}=CH-CH_{3}$ می‌باشد. **ب) شناسایی مونومر:** در این ساختار، اتم‌های کلر ($Cl$) به صورت یک‌درمیان روی کربن‌های زنجیره اصلی قرار گرفته‌اند. این پلی‌مر همان **پلی‌وینیل کلرید (PVC)** معروف است و مونومر آن **وینیل کلرید** با فرمول $CH_{2}=CHCl$ نام دارد. **پ) رسم ساختار پلی‌مر:** مونومر داده شده **۱-بوتن** است. برای رسم پلی‌مر، پیوند دوگانه را باز کرده و به یگانه تبدیل می‌کنیم: $-CH_{2}-CH_{n}-$ **ت) رسم ساختار پلی‌مر:** این یک ساختار کلی است که در آن دو گروه $R$ روی یک کربن قرار دارند. ساختار پلی‌مر به صورت $-[CR_{2}-CH_{2}]_{n}-$ خواهد بود. **ث) شناسایی مونومر:** واحد تکرارشونده نشان می‌دهد که دو گروه متیل روی یک کربن قرار دارند. بنابراین مونومر اولیه آن **۲-متیل پروپن** (ایزوبوتیلن) با فرمول $CH_{2}=C(CH_{3})_{2}$ است.

پاسخ تشریحی و گام به گام تمرین دوره ای فصل سوم شیمی یازدهم - تمرین ۲ در این پرسش، رقابت بین بخش **قطبی** و **ناقطبی** مولکول را برای حل شدن در آب بررسی می‌کنیم. **پاسخ:** انحلال‌پذیری ترکیب شماره **(۱)** یعنی **اتانوئیک اسید (اسید استیک)** در آب بیشتر است. **دلیل:** هر دو مولکول دارای گروه عاملی کربوکسیل ($-COOH$) هستند که بخش **قطبی** مولکول است و تمایل دارد با آب **پیوند هیدروژنی** برقرار کند. تفاوت اصلی در طول زنجیره هیدروکربنی است که بخش **ناقطبی (آب‌گریز)** مولکول محسوب می‌شود. در ترکیب اول، زنجیره بسیار کوتاه است و بخش قطبی بر کل مولکول غلبه دارد، بنابراین به خوبی در آب حل می‌شود. در ترکیب دوم، زنجیره کربنی طولانی (۶ کربن) باعث بزرگ شدن بخش ناقطبی شده است که مانع از تعامل موثر بخش قطبی با مولکول‌های آب می‌شود و انحلال‌پذیری را به شدت کاهش می‌دهد.

پاسخ تشریحی و گام به گام تمرین دوره ای فصل سوم شیمی یازدهم - تمرین ۳ بیایید این استر کوچک را از نظر ساختاری و فیزیکی تحلیل کنیم. **الف) رسم ساختار:** تنها استر ممکن با این فرمول، **متیل متانوآت** است: $H-CO-O-CH_{3}$ **ب) اجزای سازنده:** برای پیدا کردن اجزا، پیوند بین کربن کربونیل و اکسیژن یگانه را می‌شکنیم: * **اسید**: متانوئیک اسید (اسید فرمیک) با فرمول $HCOOH$. * **الکل**: متانول با فرمول $CH_{3}OH$. **پ) نیروی بین‌مولکولی:** نیروی غالب بین مولکول‌های این استر، **دوقطبی-دوقطبی** است. توجه کنید که استرها اتم هیدروژن متصل به $O$ یا $N$ ندارند، پس نمی‌توانند بین مولکول‌های خود **پیوند هیدروژنی** تشکیل دهند. **ت) جرم مولی:** $M = (2 \times 12) + (4 \times 1) + (2 \times 16) = 24 + 4 + 32 = 60\,g \cdot mol^{-1}$ **ث) مقایسه نقطه جوش:** نقطه جوش **اتانوئیک اسید** بسیار **بیشتر** از متیل متانوآت است. دلیل: هر دو جرم مولی یکسانی (۶۰) دارند، اما مولکول‌های اسید به دلیل داشتن پیوند $O-H$ می‌توانند **پیوندهای هیدروژنی** بسیار قوی با هم برقرار کنند. در حالی که استر فقط نیروهای ضعیف‌تر دوقطبی-دوقطبی دارد و جدا کردن مولکول‌های آن از هم به انرژی کمتری نیاز دارد.