셀파

셀파

고등

정답 ^과 해설

오답 피하기

ㄴ. 방출선은 고온의 방전관과 같은 상황에서 관측할 수 있다.

05

^{오답 피하기}

ㄱ. 원자핵 주위를 도는 전자의 궤도는 에너지 준위가 달라 불 연속적이다.

ㄷ. 흡수선의 위치는 성분 원소에 따라 달라지고 광원의 온도와 는 무관하다.

06

^{빅뱅 후}

38

만 년 정도의 시간이 흘러 수소와 헬륨의 중성 원자 가 생성된다. 중성 원자는 원자핵의 양성자와 같은 개수의 전자 가 포획되어 원자가 중성임을 의미한다. 이때의 온도는 약

3000 K

로 식었고, 빛이 물질과 반응하지 않고 분리된 시기이다.

오답 피하기

② 산소와 같은 원소는 별이 생성된 이후에 별 내부에서 생성되 었다.

07

빅뱅 후 기본 입자인 쿼크가 형성되고, 쿼크

3

^{개가 결합하여 양} 성자와 중성자를 만든다. 수소 원자핵은 양성자

1

^{개로 이루어} 졌는데 이 시기부터 존재한다. 양성자와 중성자가 결합하여 헬 륨 원자핵을 형성한다. 그 후에 중성인 원자가 형성된다.

08

^{우주 입자는}기본 입자 → 양성자(수소 원자핵) → 헬륨 원자핵

→ 중성 수소 원자의 순서로 생성되었다.

오답 피하기

ㄷ. 헬륨 원자핵 생성 이후에 중성 수소와 중성 헬륨 원자가 생 성되었다.

09

빅뱅 우주론은 가모와 알퍼에 의해 정립되었다. 빅뱅 우주론에 서 우주는 초고온, 초고밀도 상태에서 팽창하면서 온도와 밀도 가 낮아진다. 물질 생성은 빅뱅 후

3

분 이내에 끝나 우주의 질량 은 일정하므로 우주가 팽창하면 온도와 밀도는 낮아진다.

오답 피하기

⑤ 지속적으로 질량이 증가하는 우주론은 정상 우주론이다.

10

현재 관측되는 우주 배경 복사는 전파 중 마이크로 파 영역에서 관측되고,

3 K

인 물체가 방출하는 최대 복사 세기 파장과 일치 한다.

11

수소 : 헬륨의 개수비는

12

^:

1

이 된다. 무거운 원소로 핵융합이 일어나면 원자핵의 개수는 감소한다.

12

빅뱅 우주론에서는 물질의 질량이 일정하므로 우주가 팽창하면 부피는 증가하고 밀도와 온도는 낮아진다.

I ^{| 물질과 규칙성}

01

빛이 프리즘을 통과하면 프리즘 안에서의 빛의 속도가 느려지 면서 굴절이 일어난다. 빛이 굴절한 각도는 문제의 그림 자료에 서 보듯이 파장이 짧을수록 크게 나타난다.

02

그림은 수소 원소를 방전관에 넣고 관찰한 선 스펙트럼이다.

ㄷ. 방출선의 온도는 원소마다 고유한 위치가 있는 것이지 온도 에 따라 달라지는 것은 아니다.

03

빅뱅 초기에 초고온, 초고압에서 등장한 쿼크와 전자를 기본 입 자라고 한다. 온도가 낮아지면서 쿼크가

3

개씩 결합하여 양성자 와 중성자를 형성한다. 중성자는 양성자보다 약간 더 무거운 입 자로, 양성자로 바뀌면서 우주에 양성자의 개수가 증가하였다.

04

주어진 태양의 스펙트럼에는 모든 색깔의 가시광선의 빛이 분 리된 연속 스펙트럼 사이에 검은색 흡수선이 나타난다.

01 

^③

02

^③

03

^①

04

^③

05

^②

06

^②

07

^⑤

08

^③

09

^⑤

10

^③

11

^①

12

^②

기초 탄탄 문제 ^{p. 12~13}

1. 물질의 규칙성과 결합

01 ^{| 우주의 구성 원소}

01

오답 피하기

② 수소 방전관에서는 방출선이 나타난다.

③ 별에서는 다양한 원소의 흡수선이 관측된다.

④ 방전관 내의 선의 위치는 원소마다 다르다.

⑤ 같은 원소에 의해서는 방출선이 나타나는 위치와 흡수선의 위치가 항상 같다.

02

^원소

A

^,

B

의 흡수선이 별의 대기에 나타난 스펙트럼에 모두 나 타난다.

01 

^①

02  ³

^개

탐구 대표 문제 ^{p. 11}

01

^{오답 피하기}

① 물질의 성질을 나타내는 기본 단위는 분자이다.

② 수소 원자핵은 양성자

1

^{개로 되어 있다.}

③ 원자핵에는 전자가 포함되지 않는다.

④ 수소는 양성자

1

개, 헬륨은 양성자

2

^{개와 중성자}

2

^{개로 되어} 있다.

02

질량을 가진 물질을 이루는 입자의 생성은 (나)에서 끝나 우주 의 질량은 증가하지 않고, 입자가 결합하여 점점 무거운 입자로 변하고 있다.

03

^{빅뱅 후}

38

만 년에는 우주 온도가 약

3000 K

^{정도로 식어서 핵} 융합이 일어나기 어렵다.

04

^{오답 피하기}

ㄴ. (나)에서는 빛의 방출에 의해 방출선이 나타난다.

문제 속자료

흡수선과 방출선의 생성 원리

· 원자핵을 돌고 있는 전자들은 에너지 준위를 가진 궤도의 껍질에 분포

· 전자는 안정한 상태인 원자에서는 에너지 준위가 낮은 궤도에 위치

· 특정 에너지를 흡수하면 에너지 준위가 높은 궤도로 이동 → 흡수선 생성

· 전자가 바깥 궤도(높은 에너지)에서 안쪽 궤도(낮은 에너지)로 이동 → 방출 선 생성

· 원자마다 전자 궤도의 고유한 에너지 차이를 가짐 흡수선의 생성 원리 방출선의 생성 원리

전자

원자핵 + -

전자

원자핵 + -

05

(가)에서는 우주가 팽창하면서 물질의 밀도가 낮아지고 온도가 낮아진다. (나)에서는 물질이 계속 생성되고 우주가 팽창하면서 밀도가 일정하게 유지된다.

06

오답 피하기

ㄴ. (가) 시기에 비해 (나) 시기에는 우주가 팽창하여 온도와 밀 도가 낮아진다.

ㄷ. 온도가 낮아진 우주 배경 복사의 파장은 길어진다.

01 

^⑤

02 

^④

03 

^⑤

04 

^③

05 

^④

06 

^①

07 

^②

08~10 

^{해설 참조}

내신 만점 문제 ^{p. 14~15}

07 A

^와

B

의 경계에 방출된 빛이 우주 배경 복사의 빛이다.

A

^시기

에는 빛과 물질이 섞여서 빛이 빠져 나오지 못한다.

B

^시기에는 우주가 식어 우주 공간에서 핵융합이 일어나기 어렵다.

ㄱ. A 시기에 방출된 빛은 대부분 현재 우주 배경 복사로 관측된다.

(×)

→ A 시기에 빛은 입자와 반응하여 계속 생성과 소멸이 이루어졌다.

ㄴ. B 시기에 빛이 물질로부터 분리되었다. (O)

→ 약 38만 년 이후로는 빛이 다른 입자와 반응하여 소멸하지 않 아 생성된 광자가 우주에 남아 있을 수 있다.

ㄷ. B 시기에 헬륨의 핵융합이 활발히 일어났다. (×)

→ B 시기에는 빅뱅 핵합성도 끝나고, 별도 생성되기 이전으로 핵 융합이 이루어지지 않았다.

모든 <보기> 파악하기

08

^{[모범 답안]}⑴ (가) 연속 스펙트럼, (나) 선 스펙트럼, (다) 흡수 스펙트럼

⑵ 흡수선이나 방출선의 위치를 통해 광원을 구성하는 성분 원 소의 종류를 알 수 있다.

채점 기준 배점

⑴ 스펙트럼의 종류를 옳게 쓴 경우 30%

⑵ 알 수 있는 정보를 옳게 서술한 경우 70%

09

^{[모범 답안]}⑴ 빅뱅 우주론에서 우주의 온도는 감소하고, 질량 은 일정하며, 밀도는 감소한다. 반면 정상 우주론에서 우주의 온도는 일정하고, 질량은 증가하며, 밀도는 일정하다.

⑵ 우주 배경 복사가 관측되었다. 우주에서 수소와 헬륨의 질량 비가

3

^:

1

^{로 관측하였다.}

채점 기준 배점

⑴

빅뱅 우주론과 정상 우주론에서 우주의 온도, 질량, 밀도를 각

각 옳게 서술한 경우 50%

두 가지 중 한 가지만 옳게 서술한 경우 25%

⑵ 빅뱅 우주론의 관측 증거를 2가지 모두 옳게 서술한 경우 50%

두 가지 중 한 가지만 옳게 서술한 경우 25%

10

^{[모범 답안]⑴}

3

^:

1

⑵ 빅뱅 핵합성으로 예상되는 수소와 헬륨 의 존재 비율이 실제 우주에서 관측되는 비율과 매우 가깝다.

해설

현재 우주에 존재하는 수소의 질량은 약 75 %, 헬륨의 질량은 약 25 %이다. 이러한 비율은 가까운 은하나 먼 은하 모두 같다.

서술형 Tip

빅뱅 핵합성에서 양성자와 중성자의 비율은 약 7 : 1, 수소와 헬륨의 개 수 비율은 12 : 1, 수소와 헬륨의 질량비는 3 : 1이다.

채점 기준 배점

⑴ 비율을 3 : 1로 옳게 쓴 경우 40%

⑵ 이론적으로 예측한 값이 관측한 값과 일치한다는 내용으로

서술한 경우 60%

01

빅뱅 후 우주 공간에서 물질이 군데군데 모여 물질의 밀도가 높 은 성운이 형성되고 이러한 곳을 중심으로 별이 생성된다. 이때 온도가 낮은 성운이 회전하면서 회전 원반의 평면에서 물질의 밀도가 약간 높은 곳을 중심으로 수축하면서 별이 형성된다. 수 축하면서 물질 밀도가 높아지면 온도가 상승하여 핵융합이 일 어나면 주계열성이 된다.

02

별의 내부에서 수소 핵융합 반응이 일어나면 내부 압력이 증가 하여 중력과 평형을 이루게 되어 수축을 멈춰 크기가 일정한 별 이 된다. 이러한 별을 주계열성이라고 한다.

오답 피하기

⑤ 내부 압력이 중력보다 크면 별이 팽창한다.

03

(가)는 주계열성으로 내부 압력과 중력이 같은 정역학 평형 상 태이므로 크기가 일정하게 유지되는 별이다. (나)는 적색 거성 으로 (가)보다 높은 온도의 중심부에서 헬륨 핵융합 반응이 일 어나고 외곽이 팽창하여 표면 온도가 낮아진다.

문제 속자료

주계열성과 적색 거성의 특징 (가) 주계열성

· 별의 중심핵에서 수소 핵융합 반응이 일어난다.

· 정역학 평형 상태로 별의 크기가 일정: 별의 중심핵에서 핵융합이 일어나면 중심부 온도가 높아지면서 물질을 밀어 내는 내부 압력이 증가하는데 이 압 력과 중심부로 물질을 당기는 중력이 평형 상태에 도달한다. 정역학 평형 상 태에서 별의 크기는 일정하게 유지된다.

(나) 적색 거성

· 중심부 온도가 상승하면 중심의 헬륨핵 주변에서 수소 핵융합이 다시 시작되어 별의 겉 부분이 팽창하여 거대해진다.

· 팽창한 표면부의 온도는 약 3000K 정도가 되고 붉게 보이기 때문에 적 색 거성이라고 한다.

04 A

^{는 양성자}

1

개인 수소 원자핵,

B

^{는 양성자}

2

^{개와 중성자}

2

^개 가 결합한 헬륨 원자핵이다. 별 내부에서 수소 원자핵(

A

⁾

4

^개가 합쳐져 헬륨 원자핵(

B

)을 만드는 과정에서 질량의 감소가 일어 나 빛을 방출한다.

오답 피하기

ㄷ.

A

^{(수소 원자핵)}

4

^{개의 질량은}

B

^{(헬륨 원자핵)}

1

^{개보다 질량} 이 크다. 그 질량의 차이가 빛에너지로 전환된다.

05

중심부의 핵융합이 멈추면 중심부 수축이 일어나 중심부 온도

가 상승하여 헬륨 핵융합이 일어난다. 헬륨 핵융합이 일어나면 중심핵 외곽의 온도가 상승하면서 부피가 팽창한다.

오답 피하기

③ 중심부의 수소 핵융합이 멈추면 ‘중심부 수축 → 중심부 온도 상승 → 중심부 헬륨 핵융합 → 중심부 외곽의 온도 상승 → 별 의 부피 팽창’의 과정이 일어난다.

06

태양 정도 질량인 별은 탄소의 핵이 형성되면서 뜨거워진 바깥 부분은 빠져나가면서 행성상 성운이 된다. 이때 중심부는 수축 하여 온도가 상승하고 백색 왜성이 되어 별의 일생을 마감한다.

① 중심부 헬륨 핵융합이 끝나면 탄소 핵융합이 일어난다. (×)

② 중심부 바깥 부분은 온도가 낮아져 팽창한다. (×)

→ 중심부 바깥 부분은 온도가 높아져 팽창한다.

③ 중심부는 백색 왜성으로 남는다. (O)

④ 중심부에 철의 핵이 형성되면서 폭발한다. (×)

⑤ 초신성 폭발한다. (×)

→ ①, ④, ⑤는 태양보다 질량이 최소 8배 이상 큰 별의 종말 과정 이다. ③은 태양 정도 질량인 별의 적색 거성 이후 진화 과정이다.

모든 <보기> 파악하기

07

^{오답 피하기}

ㄱ. 주계열성의 중심부에서는 수소 핵융합 반응이 일어난다.

ㄴ. 별 내부에서는 핵융합으로 철까지 생성된다.

08

별이 급격하게 수축하다가 폭발하면 초신성이 된다.

09

^{오답 피하기}

ㄱ. 성운이 뭉쳐지면서 온도가 상승하여 원시 태양계는 온도가 높았다.

ㄴ. 태양으로부터의 거리가 가까운 곳은 먼 곳보다 온도가 높다.

10

^{오답 피하기}

ㄴ. 목성형 행성은 기체형 행성으로 지구보다 더 짙은 대기를 가지고 있다.

ㄷ. 목성형 행성은 온도가 낮아 암모니아가 액체 상태나 고체 상태로 존재한다.

11

목성형 행성은 태양계를 형성한 성운의 주성분이었던 원자량이 작은 원소인 수소와 헬륨을 많이 포함하고 있다. 성운의 양이 많았기 때문에 질량이 크게 성장할 수 있었고, 이들 성분이 가 벼운 원소라 밀도는 작다.

12

오답 피하기

ㄴ. 마그마 바다가 형성되었을 때 지구의 온도는 매우 높았다.

ㄷ. 핵과 맨틀의 분리 후 원시 지각과 원시 바다가 형성되었다.

01 

^④

02

^⑤

03

^⑤

04

^③

05

^③

06

^③

07

^②

08

^④

09

^②

10

^①

11

^①

12

^①

기초 탄탄 문제 p. 20~21

02 ^{| 별의 탄생과 진화}

01

지구에는 수소와 헬륨 등 가벼운 원소는 미량 존재하고, 철, 마 그네슘 등과 같은 무거운 원소들이 주로 존재한다.

02

태양계 형성 이론인 성운설은 원시 성운의 수축과 회전으로 태 양계가 형성되었다고 설명한다. 성운이 회전하면서 원반 모양 이 되고, 원반에서는 미행성체가 충돌하여 합쳐지면서 원시 행 성이 형성되었다.

03

성운의 물질은 회전하면서 원반으로 모인다. 온도가 낮은 성운 에서 중력이 크므로 중력 수축이 일어나 중심부에서 별이 생성 된다. 주계열성이 되면 내부 압력과 중력이 평형을 이룬다.

04

(가)는 주계열성, (나)는 적색 거성이다. 적색 거성은 중심부의 온도가 높아 헬륨 핵융합이 일어나고, 외곽이 팽창하면서 온도 가 낮아지며, 밀도도 낮아진다.

05

(나)의 초신성 폭발이 일어나는 별은 중심에서 철까지 핵융합하 여 수소, 헬륨, 탄소, 철 등의 다양한 원소가 폭발과 함께 흩어 진다. 행성상 성운이나 초신성 폭발에서 흩어지기 전에 탄소는 모두 별의 내부에서 핵융합으로 생성되었기 때문에 (가)와 (나) 모두 탄소가 흩어진다.

오답 피하기

ㄱ. (가)는 태양 정도 질량의 별이 일생을 마감하는 단계로 별의 중심부에서 탄소까지 생성된다.

06

초거성이 초신성 폭발하기 전에 핵융합으로 철까지 생성된다.

철보다 무거운 원소의 핵융합은 초신성 폭발의 온도와 압력에 서 일어난다.

07

(가)는 목성형 행성이고, (나)는 지구형 행성이다. 목성형 행성 은 평균 밀도가 작고 자전 주기가 짧아 지구형 행성보다 편평도 가 크다.

오답 피하기

ㄴ. 지구형 행성의 표면은 단단한 암석으로 이루어져 있지만, 목 성형 행성의 표면은 기체 성분으로 이루어져 있다.

ㄷ. 목성형 행성은 위성의 수가 많지만, 지구형 행성은

1

^~

2

^{개 있} 거나 없다.

08

오답 피하기

ㄴ. 지구형 행성은 규산염 행성, 목성형 행성은 기체형 행성이다.

01 

^①

02 

^①

03 

^①

04 

^①

05 

^④

06 

^③

07 

^①

08 

^①

09~11 

^{해설 참조}

내신 만점 문제 ^{p. 22~23} ㄷ. 목성형 행성은 짙은 대기로 둘러싸여 있다.

09

^{[모범 답안]}⑴ 수소와 헬륨, 빅뱅 후 별이 탄생하기 전에 우주 공 간에서 핵합성이 일어나 수소와 헬륨이 생성되었다. 헬륨의 경 우는 별 내부의 핵융합으로도 생성되었다.

⑵ 철과 산소, 철과 산소 모두 별 내부에서 핵합성(핵융합)되어 생성되었다.

서술형 ^Tip

철은 별 내부의 핵융합으로 생성되었는데, 초신성 폭발로 생성되었다 고 서술하지 않도록 한다.

채점 기준 배점

⑴ 수소와 헬륨을 모두 쓴 경우 20%

두 원소의 생성 과정을 모두 옳게 서술한 경우 30%

⑵ 철과 산소를 모두 쓴 경우 20%

두 원소의 생성 과정을 모두 옳게 서술한 경우 30%

10

^{[모범 답안]⑴}

A

^{: 주계열성,}

B

^{: 적색 거성,}

C

^{: 백색 왜성}

⑵

A

: 수소 핵융합 에너지,

B

: 헬륨 핵융합 에너지

해설 성간 물질이 중력 수축을 하여 원시별 단계를 거쳐 수소 핵융합 반응을 하는 주계열성이 된다. 주계열성이 끝나면 적색 거성이나 초거성으로 진화하여 헬륨 핵융합 반응을 시작한다.

질량이 작은 별은 적색 거성 이후 백색 왜성과 행성상 성운으로 진화하여 종말을 맞이한다. 질량이 큰 별은 초거성 단계에서 여 러 종류의 핵융합 반응이 일어나며 최종적으로 초신성 폭발을 통해 별이 붕괴된다. 초신성 폭발의 결과 중심부에는 중성자별 이나 블랙홀이 남고 초신성 폭발의 잔해는 빠른 속도로 우주 공 간으로 퍼져 나간다.

서술형 Tip

질량이 작은 별은 백색 왜성과 행성상 성운으로, 질량이 큰 별은 초신 성과 중성자별(또는 블랙홀)로 최후를 맞는다.

채점 기준 배점

⑴ 답이 3개 다 맞을 경우 / 하나씩 틀릴 때마다 20% 감점 60%

⑵ 답이 2개 다 맞을 경우 / 하나씩 틀릴 때마다 20% 감점 40%

11

^{[모범 답안]}⑴ 지구형 행성을 만든 무거운 원소들은 태양계 성 운에서 적은 양이 존재하였기 때문이다.

⑵ 지구형 행성보다 수소와 헬륨과 같은 상대적으로 가벼운 원 소가 많기 때문이다.

채점 기준 배점

⑴ 무거운 원소로 구성되어진 것, 무거운 원소가 원시 성운에서

적은 양이었기 때문임을 서술한 경우 50%

⑵ 크기나 질량이 커도 성분 원소에 의해 밀도가 달라짐을 서술

한 경우 50%

01

원소들을 원자 번호 순으로 배열하다, 비슷한 성질을 갖는 원소 가 같은 세로줄에 오도록 배열하여 원소의 화학적 성질이 주기 적으로 나타나도록 배열한 표를 주기율표라고 한다. 모즐리의

X

선 연구 결과를 토대로 하여 원소들을 원자 번호 순으로 나열 한 것이 현대의 주기율표이다. 주기율표의 세로줄은 족, 가로줄 은 주기이다.

02

멘델레예프는 원소들을 원자량 순서로 나열하여 최초의 주기율 표를 완성하였다. 그 후 모즐리는

X

선 연구 결과로 원소들의 성 질이 양성자 수와 관련이 있음을 알아내어, 원소들을 원자 번호 순서로 나열하여 현재 우리가 사용하고 있는 주기율표의 틀을 완성하였다.

03

알칼리 금속은 주기율표의

1

족에 속하는 금속 원소이다. 수소 (

H

^)는

1

족에 속하지만 비금속 원소이다. 리튬(

Li

^{), 나트륨(}

Na

^), 칼륨(

K

^{), 루비듐(}

Rb

) 등이 알칼리 금속이다.

04

같은 족 원소는 화학적 성질이 비슷하다. 아이오딘은 주기율표의

17

족에 속하는 비금속 원소로 할로젠 원소이다. 할로젠 원소에는 플루오린(

F

^{), 염소(}

Cl

^{), 브로민(}

Br

^{), 아이오딘(}

I

^{) 등이 있다.}

05~ 06

^{(가)는 수소(}

H

), (나)는 수소(

H

^{)를 제외한}

1

^{족 원소이므로} 알칼리 금속, (다)는 원자가 전자가

2

^개인

2

족 원소이다. (라)는 금속 원소 중

1

^족과

2

족을 제외한 원소들의 영역이며, (마)는 금속과 비금속의 중간 성질을 지니고 있는 준금속 원소이다.

(바)는 비금속 원소 중

17

^족과

18

족을 제외한 원소들의 영역이 며, (사)는

17

족 할로젠 원소이다. (아)는 비금속 원소로 반응성 이 거의 없는 비활성 기체이다.

07

오답 피하기

ㄱ. 표백 및 살균 작용을 하는 것은 염소계 화합물의 특징으로 염소의 성질이다.

ㄴ. 비금속 원소인 할로젠 원소는 금속과 빠르게 반응하여 고체 물질을 생성한다.

08

A

^~

E

^{는 각각}

A

⁽

H

^),

B

⁽

He

^),

C

⁽

Li

^),

D

⁽

F

^),

E

⁽

Mg

^{)이다. 할로젠} 원소는

17

족에 속하는 비금속 원소이므로

D

^이다.

09 1

^족,

2

^족,

13

족 원소들은 이온 형성 시 전자를 잃고 양이온이 되 기 쉽다.

A

인 수소는 비금속 원소이지만, 이온 형성 시 전자

1

개를 잃고

1

^{가 양이온인}

H

^{+을 형성한다.}

오답 피하기

B

인 헬륨은 비활성 기체로 이온을 형성하지 않는다.

D

^{인 플루오} 린은

17

^{족 원소로 전자}

1

^{개를 얻어}

1

^{가 음이온인}

F

^{-을 형성한다.}

10

^{오답 피하기} ② 충치 예방용 치약에는 플루오린(

F

^{) 성분이 포함} 되어 있다.

11

^{플루오린(}

F

^{), 염소(}

Cl

^{), 브로민(}

Br

^{), 아이오딘(}

I

^)은

17

^{족 할로} 젠 원소로 원자가 전자 수가

7

이다. 족 번호의 일의 자리 수는 원자가 전자 수와 같다. 칼륨(

K

^)은

1

족 알칼리 금속으로 원자가 전자 수가

1

^이다.

12

원자는 중심의 원자핵과 그 주변의 전자로 구성되어 있다. 원자 핵은 (+)전하를 띠는 양성자와 전하를 띠지 않는 중성자로 구 성되며, 전자는 (-)전하를 띠며 원자핵 주위에 분포한다.

오답 피하기

③ 원자는 전기적으로 중성이므로 양성자 수와 전자 수가 같다.

또한 양성자 수는 원자 번호와 같다. 양성자 수와 중성자 수를 더한 값은 질량수이며, 양성자 수와 중성자 수는 원자의 종류에 따라 결정된다. 수소의 원자핵은 중성자 없이 양성자

1

^{개로 이} 루어져 있다.

13 A

^{는 전자}

3

개를 갖고 있으며 첫 번째 전자 껍질에

2

^{개, 두 번째} 전자 껍질에

1

개의 전자가 배치되어 있다.

2

^{주기 원소이며 원자} 가 전자 수가

1

^이므로

1

^{족 원소이다.}

B

^{는 전자}

9

^{개를 갖고 있으} 며 첫 번째 전자 껍질에

2

개, 두 번째 전자 껍질에

7

^{개의 전자가} 배치되어 있다.

2

주기 원소이며 원자가 전자 수가

7

^이므로

17

^족 원소이다. 양성자 수=전자 수이므로 양성자 수는

A

^가

3

^,

B

^가

9

^이다.

오답 피하기

⑤

A

^와

B

는 원자가 전자 수가 다르므로 다른 족 원소이다. 따라 서 화학적 성질이 다르다.

A

^{는 금속 원소,}

B

는 비금속 원소이다.

01 

^②

02

^②

03

^②

04

^③

05

^②

06

^③

07

^②

08

^④

09

^②

10

^②

11

^③

12

^③

13

^⑤

14

^④

기초 탄탄 문제 ^{p. 28 ~ 29}

03 ^{| 주기율표}

01

알칼리 금속은 물과 반응하여 수소 기체를 발생하고, 남은 용액 은 염기성을 나타낸다.

02

알칼리 금속은 원자 번호가 클수록 반응성이 크다.

01 

^⑤

02 

^{<, <}

탐구 대표 문제 p. 27

01 A

^는

Li

^,

B

^는

F

^,

C

^는

Na

^,

D

^는

S

^,

E

^는

Ar

^이다.

오답 피하기

②

B

⁽

F

)의 원자가 전자 수는

7

이며, 원자 번호는

9

^{번이다. 첫 번} 째 전자 껍질에 전자

2

개, 두 번째 전자 껍질에 전자

7

^{개가 채} 워져 있으므로 전자

9

개를 가지고 있고, 원자는 전기적으로 중성이므로 전자 수는 양성자 수와 같다.

③

C

⁽

Na

)는 알칼리 금속으로 공기 중의 산소, 물 등과 빠르게 반응한다.

④

D

⁽

S

^)는

16

^{족 원소로}

2

^{개의 전자를 얻어}

2

^{가 음이온을 형성} 하기 쉽다. 안정한 물질로 화학 반응을 하지 않는 것은 비활 성 기체 특성이다.

⑤

E

⁽

Ar

)는 비활성 기체로 안정한 전자 배치를 하므로 화학 반 응을 거의 하지 않는다.

02

ㄱ. (가)에서 금속

M

은 석유 속에 가라앉은 상태로 보관되어 있 으므로 석유보다 밀도가 큰 것을 알 수 있다.

ㄴ. (가)에서 공기 중에서 금속

M

을 칼로 잘랐을 때 단면의 광택 이 빠르게 사라지는 것은 공기 중의 산소와 반응하기 때문이다.

오답 피하기

ㄷ. (다)에서 물과 금속

M

이 반응한 용액에 페놀프탈레인 용액 을 떨어뜨릴 때 붉은색으로 변하는 것으로 보아, 용액은 염기성 임을 알 수 있다. 페놀프탈레인 용액은 용액의 액성을 판단하는 지시약으로 염기성에서 붉은색을 나타낸다.

03

금속은 주기율표에서 왼쪽과 가운데에 위치하며 전자를 잃고 양이온이 되기 쉬운 성질을 가진다. 실온에서 대부분 고체로 존 재하며 얇게 펴지거나(전성), 가늘고 길게 늘어나는(연성) 특성 을 갖는다. 금속 원자들의 결합 방식으로 인해 금속은 열과 전 기를 잘 통한다. 대부분의 금속은 산 수용액과 반응하여 수소 기체를 발생한다.

01 

^①

02 

^③

03 

^⑤

04 

^②

05 

^④

06 

^③

07 

^③

08~09 

^{해설 참조}

내신 만점 문제 ^{p. 30 ~ 31}

04

^{주기율표의}

17

족에 속하는 비금속 원소를 할로젠 원소라고 하 며, 전자

1

개를 얻으면 비활성 기체의 전자 배치를 갖게 되므로

1

가의 음이온이 되기 쉽다. 할로젠의 반응성은 원자 번호가 작 을수록 크며, 반응성이 클수록 금속이나 수소와 더 격렬하게 반 응한다. 두 원자가 결합하여 이원자 분자(

F

2,

Cl

2,

Br

2,

I

2)로 존 재하며, 반응성이 커서 금속, 수소와 반응을 잘 한다.

오답 피하기

ㄱ. 할로젠 원소 중 플루오린(

F

2)의 반응성이 가장 크다. ㄴ. 물 과 반응하여 강한 염기성 물질을 생성하는 것은 알칼리 금속의 특징이다.

05

전자 껍질은 고유의 에너지를 가지고 있는데, 원자핵에서 멀어 질수록 에너지 준위가 높아진다. 즉, 안쪽 전자 껍질일수록 에 너지 준위가 더 낮다. 원소의 화학적 성질을 결정하는 것은 가 장 바깥 전자 껍질에 배치되어 있는 원자가 전자 수이며, 같은 족에 속하는 원소는 원자가 전자 수가 같으므로 전자가 들어 있 는 전자 껍질 수가 모두 다르다.

오답 피하기

④ 전자는 에너지 준위가 낮은 안쪽 전자 껍질부터 차례로 채워 지며, 첫 번째 전자 껍질에

2

개, 두 번째 전자 껍질에는 최대

8

^개 의 전자가 채워진다.

06

ㄱ, ㄴ. 전자가 채워진 전자 껍질 수는 그 원소의 주기와 관련이 있으며, 가장 바깥 전자 껍질에 채워진 전자 수는 그 원자의 원 자가 전자 수이다.

A

는 전자가 채워진 전자 껍질

2

^{개를 가지고} 있으므로

2

주기 원소이며, 원자가 전자가

2

^개이므로

2

^{족 원소} 이다.

B

^는

3

^주기

17

^{족 원소,}

C

^는

3

^주기

2

^{족 원소이다.}

오답 피하기

ㄷ. 전자 껍질의 에너지 준위는 원자핵에서 멀어질수록 높아지 며, 원소의 종류가 달라지면 에너지 준위도 달라진다.

07 A

^는

H

^,

B

^는

O

^,

C

^는

Na

^,

D

^는

Cl

이다. 주기 번호는 전자가 들어 있는 전자 껍질 수와 같다. 따라서

3

^{주기 원소인}

C

⁽

Na

^),

D

⁽

Cl

⁾ 는 전자가 들어 있는 전자 껍질 수가

3

^이다.

오답 피하기

ㄱ. 알칼리 금속은

1

^{족 원소 중}

A

⁽

H

)를 제외한 금속 원소이므로

C

⁽

Na

^{)만 해당한다.}

ㄴ. 원자가 전자 수는 족 번호의 일의 자리 수와 같다.

A

⁽

H

^),

C

⁽

Na

^)는

1

^개,

B

⁽

O

^)는

6

^개,

D

⁽

Cl

^)는

7

개의 원자가 전자를 갖는다.

08

^{[모범 답안]⑴}

Ne

Li Na

+3 +10 +11

+3 +10 +11

14

원자가 전자는 가장 바깥 전자 껍질에 배치되어 있는 전자로 화 학 결합에 참여하며 원소의 화학적 성질을 결정한다. 이러한 원 자가 전자 수에 따른 화학적 성질은 주기율표 상에서 비슷한 성 질을 갖는 원소가 주기적으로 나타나는 현상과 관련이 있다.

⑵

Li

^과

Na

이 같은 족 원소이다. 같은 족 원소들은 가장 바깥 전자 껍질에 들어 있는 원자가 전자 수가 같아 화학적 성질이 비슷하다.

Li

^과

Na

은 원자가 전자 수가

1

^{로 같다.}

해설

⑴ 첫 번째 전자 껍질에는 최대

2

개, 두 번째 전자 껍질에 는 최대

8

개의 전자가 배치된다.

⑵ 같은 족 원소는 같은 수의 원자가 전자를 갖는다.

채점 기준 배점

⑴ Li, Ne, Na의 전자 배치를 옳게 표현한 경우 50 %

⑵ 같은 족 원소를 옳게 찾고, 그 까닭을 옳게 서술한 경우 50 %

09

^{[모범 답안]}⑴ 나트륨은 물과 반응하여 수소 기체를 발생하고, 수용액의 액성은 염기성이 되기 때문에 페놀프탈레인 용액을 넣은 물이 붉은색으로 변한다.

⑵ 리튬, 나트륨, 칼륨은 모두 원자가 전자

1

^{개를 가진}

1

^{족 원소} 로 전자

1

^{개를 잃고}

1

가의 양이온을 형성하기 쉽기 때문에 다른 물질과 쉽게 반응한다.

채점 기준 배점

⑴ 알칼리 금속은 물과 반응하며, 그 용액은 염기성이 됨을 옳게

쓴 경우 50 %

⑵ 원자가 전자가 1개이며 전자 1개를 잃고 1가 양이온이 되기 쉽기 때문에 반응성이 크다는 것을 옳게 서술한 경우 50 %

01 1

^족과

2

족 원소들은 이온이 될 때 원자가 전자를 잃고 전 주기 의 비활성 기체와 같은 전자 배치를 이룬다.

16

^족과

17

^{족 원소} 들은 이온이 될 때 비활성 기체와 같은 전자 배치를 이루기 위 해 부족한 전자 수만큼을 얻어서 이온이 되므로 같은 주기의 비 활성 기체와 전자 배치가 같아진다.

A

⁽

H

^)가

1

가의 양이온이 되면 전자를 모두 잃고 수소 원자핵이 된 다. 원자가 전자 수가

1

^인

B

^{가 전자}

1

^{개를 잃고}

1

^{가의 양이온이 되} 면

He

과 전자 배치가 같아지며, 원자가 전자 수가

7

^인

C

^{가 전자}

1

개를 얻어

1

가의 음이온이 되면

Ne

과 전자 배치가 같아진다.

D

^가

3

^{가의 음이온,}

E

^가

1

가의 음이온이 될 때는

Ar

과 전자 배치가 같아 지며,

F

^가

1

가의 양이온이 되면

Ar

과 전자 배치가 같아진다.

01 

^⑤

02 

^②

03 

^②

04 

^③

05 

^③

06 

^③

07 

^②

08 

^②

09 

^②

10 

^④

11 

^⑤

12 

^③

13 

^④

기초 탄탄 문제 ^{p. 36 ~ 37}

04 ^{| 화학 결합}

문제 속자료

이온 형성의 원리

금속 원소

비금속 원소 1족 2족

리튬 베릴륨

나트륨 마그네슘

칼륨 칼슘

루비듐 스트론튬 Li Be Na Mg K Ca Rb Sr

16족 17족

셀레늄 황 산소

텔루륨 브로민

염소 플루오린

아이오딘 Se

S O

Te Br Cl F

I 전자 2개 얻음 16족 원소 2가 음이온

전자 1개 얻음 17족 원소 1가 음이온 전자 1개

잃음 1족 원소 1가 양이온

전자 2개 잃음 2족 원소 2가 양이온

02

이온 결합은 금속 원소의 양이온과 비금속 원소의 음이온 사이 의 정전기적 인력에 의한 결합이다.

B

^,

F

^{는 금속 원소,}

A

^,

C

^,

D

^,

E

는 비금속 원소이다. 따라서 이온 결합을 형성하는 원소의 짝 은 금속 원소인

B

^{와 비금속 원소인}

C

^이다.

오답 피하기

①, ④, ⑤ 비금속 원소의 짝인

A

^-

C

^,

C

^-

D

^,

D

^-

E

^{는 공유 결합} 을 형성한다. ③ 금속 원소끼리는 결합을 형성하지 않는다.

03

^{주기율표의}

18

^{족에 속하는 헬륨(}

He

^{), 네온(}

Ne

^{), 아르곤(}

Ar

^{) 등} 을 비활성 기체라고 한다.

18

족 원소들은 자연 상태에서 하나의 원자 상태로 존재한다. 이것은 가장 바깥 전자 껍질에 전자가 모두 채워진 안정한 상태의 전자 배치를 하기 때문이다. 원소들 이 화학 결합을 형성하는 까닭은 비활성 기체와 같은 전자 배치 를 하면서 안정해지기 위해서이다.

오답 피하기

ㄱ. 비활성 기체는 안정한 전자 배치를 이루므로 다른 물질과 화학 결합을 거의 형성하지 않는다.

ㄷ. 금속 원소의 원자가 양이온으로 될 때는 전 주기의 비활성 기체와 전자 배치가 같아지며, 비금속 원소의 원자가 음이온으 로 될 때는 같은 주기의 비활성 기체와 전자 배치가 같아진다.

04

원자들이 전자를 잃거나 얻어서 비활성 기체와 같이 가장 바깥 전자 껍질에 전자

8

개를 채워 안정해지려는 경향을 옥텟 규칙 이라고 한다.

1

^족과

2

족 원소들은 전자를 잃고,

16

^족과

17

^{족 원} 소들은 전자를 얻어 비활성 기체와 같은 전자 배치를 이룬다.

오답 피하기

①

Li

^{+, ②}

Mg

^{2+, ④}

Br

^{-, ⑤}

O

^2- 상태가 될 때 안정한 이온이 된다.

05

③ 원자들은 화학 결합을 통해 옥텟 규칙을 만족시키는 안정한 전자 배치를 이룬다.

오답 피하기

① 비금속 원소 사이에는 공유 결합을 형성한다.

② 원자들은 화학 결합을 통해 비활성 기체와 같은 안정한 전자 배치를 이루려고 한다.

④ 화학 결합은 이온 결합, 공유 결합, 그리고 금속 원자들 사이

에 이루어지는 금속 결합이 있다.

⑤ 금속 원소와 비금속 원소 사이에는 이온 결합을 형성한다.

06

금속 원소가 전자를 내어놓고 양이온이 되고, 그 전자를 비금속 원소가 받아 음이온이 형성되면 양이온과 음이온 사이에 정전 기적 인력이 작용하여 이온 결합이 형성된다. 이온 결합 물질은 수많은 양이온과 음이온이 결합을 형성하여

3

^{차원적으로 서로} 를 둘러싸서 결정을 이룬다.

오답 피하기

③ 이온 결합 물질은 전기적으로 중성이 되어야 하므로 (+)전하 의 전체 양과 (-)전하의 전체 양이 같아지는 이온 수비로 결합 한다. 따라서 양이온과 음이온이 항상

1

^:

1

^{의 개수비로 결합하} 지 않는다.

07

이온 결합 물질은 전기적으로 중성이 되어야 하므로 (+)전하의 전체 양과 (-)전하의 전체 양이 같아지도록 양이온과 음이온이 결합해야 한다.

오답 피하기

ㄴ. 나트륨 이온(

Na

^{+)과 황산 이온(}

SO

42-

)은

2

^:

1

^{의 개수비로} 결합하며, 화학식은

Na

2

SO

4이다.

ㄷ. 마그네슘 이온(

Mg

^{2+)과 염화 이온(}

Cl

^-)은

1

^:

2

^{의 개수비로} 결합하며, 화학식은

MgCl

2이다.

08

^ㄷ.

Na

^{은 전자}

1

^{개를 잃고}

Na

^{+이 되고,}

Cl

^{는 전자}

1

^{개를 얻어}

Cl

^- 이 되며,

Na

^+과

Cl

^-은

1

^:

1

의 개수비로 결합하여

NaCl

^{을 이룬다.}

오답 피하기

ㄱ.

Na

은 전자를 잃기 쉬운 금속 원소이고,

Cl

^{는 전자를 얻기} 쉬운 비금속 원소이다.

ㄴ.

Na

^{은 전자}

1

^{개를 잃고}

Na

^{+이 되어}

Ne

과 같은 전자 배치를 이루고,

Cl

^{는 전자}

1

^{개를 얻고}

Cl

^{-이 되어}

Ar

^{과 같은 전자 배치} 를 이룬다.

09

① 비금속 원소의 원자들이 전자쌍을 공유함으로써 비활성 기 체와 같은 전자 배치를 이룬다.

③ 공유 결합은 비금속 원소의 원자 사이에 전자쌍을 공유하여 이루어지는 결합이다.

④ 공유 결합 물질은 대부분 분자로 존재한다.(원자끼리 공유 결합하는 원자 결정을 제외하면 공유 결합 물질은 분자로 존재 한다.)

⑤ 설탕(

C

12

H

22

O

11)은 탄소, 수소, 산소의 비금속 원소들이 전자 쌍을 공유하여 이루어진 분자로 공유 결합 물질이다.

오답 피하기

② 비금속 원소의 종류에 따라 공유하는 전자쌍이

2

^개,

3

^{개 혹} 은 그 이상일 수도 있다.

10

^{금속 원소는}

A

^와

C

^{, 비금속 원소는}

B

^와

D

가 해당한다. 공유 결 합은 비금속 원소 사이의 결합이다.

11

공유 결합은 비금속 원소의 원자 사이에 전자쌍을 공유하여 이 루어지는 결합이다.

^{문제 속자료}

공유 결합 물질의 전자 배치 모형

+7 +7

+7 +7

① N2

+8 +6 +8

+8 +6 +8

② CO2

+6

+1 +1

+1 +1

+6

+1 +1

+1 +1

③ CH4

+1 +7 +1

+1

+1 +7 +1

+1

④ NH3

오답 피하기

⑤

CaCl

2은 금속인

Ca

^{과 비금속인}

Cl

가 결합하여 형성되는 이 온 결합 물질이다.

12

^③

1

^{개의 산소 원자가}

2

개의 수소 원자와 각각

1

^{개의 전자쌍을} 공유하여 물 분자를 형성한다.

오답 피하기

①

2

개의 수소 원자는 각각 전자

1

개씩을 내놓고 산소 원자가 내놓은 전자를 함께 공유하여, 헬륨과 같은 배치를 하여 안정해 진다.

② 물 분자의 결합을 구성하는 전자쌍은

2

^개이다.

④ 산소 원자는 각 수소 원자와 전자쌍

1

개씩을 공유하여 네온 과 같은 전자 배치를 갖는다. 이때 전자를 얻거나 잃는 것은 아 니다.

⑤ 화학 결합을 형성하는 까닭은 비활성 기체와 같은 전자 배치 를 하면서 안정해지기 때문이다.

13

^{금속 원소는}

A

^,

D

^{, 비금속 원소는}

B

^,

C

^이며,

C

^{는 가장 바깥 전} 자 껍질이 모두 채워진 비활성 기체로 안정한 전자 배치를 이루 므로 화학 결합을 거의 형성하지 않는다.

ㄱ. 금속 원소와 비금속 원소는 이온 결합을 형성한다.

ㄷ.

B

^{는 전자}

2

^{개를 얻어서(}

B

^2-),

D

^{는 전자}

1

^{개를 잃어서(}

D

⁺⁾

C

와 같은 전자 배치를 형성하며 이온 결합한다.

오답 피하기

ㄴ.

C

원자는 비활성 기체로 화학 결합을 거의 형성하지 않는다.

01 A

는 첫 번째 전자 껍질에 전자

2

개, 두 번째 전자 껍질에 전자

7

개를 갖는다.

B

는 첫 번째 전자 껍질에

2

개, 두 번째 전자 껍질 에

8

개, 세 번째 전자 껍질에 전자

2

^{개를 갖는다.}

C

^{는 첫 번째} 전자 껍질에

2

개, 두 번째 전자 껍질에

8

개, 세 번째 전자 껍질 에 전자

7

^{개를 갖는다.}

ㄱ. 원자가 전자는 가장 바깥 전자 껍질에 들어 있는 전자로

A

는

7

^개,

B

^는

2

^개,

C

^는

7

^{개이다. ㄷ.}

B

^{는 전자}

2

^{개를 잃고}

B

^2+,

C

는 전자

1

^{개를 얻어}

C

^-을 형성한다. 따라서

B

^2+과

C

^-은

1

^:

2

^의 개수비로 결합하며 화학식은

BC

2이다.

오답 피하기

ㄴ. 원자가 전자가

6

^개,

7

개인 원자는 전자를 얻어 음이온이 되 기 쉽다. 따라서

A

^{는 전자}

1

^{개를 얻어}

1

가 음이온이 된다. 원자 가 전자가

1

^개,

2

^개,

3

개인 원자는 전자를 잃고 양이온이 되기 쉽다. 따라서

B

^{는 전자}

2

^{개를 잃고}

2

^{가 양이온이 된다.}

02

① 염화 나트륨은 양이온과 음이온이 정전기적 인력으로 결합 한 이온 결합 화합물이다.

②, ④ 염화 나트륨은

Na

^+과

Cl

^-이

1

^:

1

의 개수비로 결합하며, 화학식은

NaCl

^이다.

③ 염화 나트륨은 나트륨과 염소

2

종류의 원소로 구성되어 있다.

오답 피하기

⑤ 이온 결합 물질은 분자로 존재하지 않는다. 이온 결합 물질 은 수많은 양이온과 음이온이 정전기적 인력에 의해 결합하여

3

차원적으로 서로를 둘러싸며 안정한 결정을 이룬다.

03

이온 결합을 이룰 때 화합물은 전기적으로 중성이 되어야 하므 로 (+)전하의 전체 양과 (-)전하의 전체 양이 같아지도록 양이 온과 음이온이 결합해야 한다.

①

Ca

^2+과

Cl

^-이

1

^:

2

의 비율로 결합하며 화학식은

CaCl

2이다.

③

K

^+과

Br

^-이

1

^:

1

의 비율로 결합하며 화학식은

KBr

^이다.

④

Mg

^2+과

Cl

^-이

1

^:

2

의 비율로 결합하며 화학식은

MgCl

2이다.

⑤

Na

^+과

F

^-이

1

^:

1

의 비율로 결합하며 화학식은

NaF

^이다.

오답 피하기

②

Ca

^2+과

O

^2-이

1

^:

1

의 비율로 결합하며 화학식은

CaO

^이다.

04 A

는 첫 번째 전자 껍질에 전자

2

개, 두 번째 전자 껍질에 전자

1

개를 갖고 있는

2

^주기

1

족 금속 원소이다.

B

는 첫 번째 전자 껍 질에 전자

2

개, 두 번째 전자 껍질에 전자

8

개, 세 번째 전자 껍 질에 전자

6

^{개를 갖고 있는}

3

^주기

16

족 비금속 원소이다.

01 

^③

02 

^⑤

03 

^②

04 

^③

05 

^⑤

06 

^⑤

07 

^⑤

08~09 

^{해설 참조}

내신 만점 문제 ^{p. 38 ~ 39}

A

^와

B

가 화합물을 이룰 때

A

^{는 원자가 전자가}

1

^{개이므로 전자}

1

^{개를 잃어}

A

^{+이 되고, 헬륨(}

He

)과 같은 전자 배치를 이룬다.

또

B

^{는 원자가 전자가}

6

^{개이므로 전자}

2

^{개를 얻어}

B

^{2-이 되고,} 아르곤(

Ar

)과 같은 전자 배치를 이룬다.

A

^와

B

^{가 결합하여 형} 성된 화합물의 화학식은

A

2

B

^이다.

05

^{산소 원자}

2

개가 결합하여 산소 분자를 생성할 때, 각각의 산소 원자는 전자

2

^{개씩을 내어}

2

개의 전자쌍을 공유하며 결합을 형 성한다. 각 산소 원자는 가장 바깥 전자 껍질에 전자가

8

^{개가 되} 어 안정해진다.

06

^{(가)는 전자}

1

개를 주고받는 이온 결합을, (나)는 전자쌍을 공유 하는 공유 결합을 하고 있다. (가)의 생성물의 양이온과 음이온 은 모두 네온과 같은 전자 배치를 하고 있으며, (나)의 생성물의 원자들도 전자쌍을 공유함으로써 네온과 같은 전자 배치를 하 고 있다.

문제 속자료

이온 결합과 공유 결합의 전자 배치

A B

B C B

+ -

(가)

전자 1개를 잃는다.

전자쌍 1개를 공유한다.

전자쌍 1개를 공유한다.

전자 1개를 얻는다.

네온과 같은

전자 배치 네온과 같은

전자 배치

모두 네온과 같은 전자 배치 (나)

07

^ㄱ.

A

^는

1

개의 전자쌍을 공유하고 결합에 참여하지 않는 전자 가 없으므로 전자 수가

1

^{인 수소이다.}

B

^는

4

^{개의 전자쌍을 공유} 하고 결합에 참여하지 않는 전자가 없으므로 원자가 전자 수가

4

^{인 탄소이다.}

C

^는

3

개의 전자쌍을 공유하고 결합에 참여하지 않는 전자가

2

개이므로 원자가 전자 수가

5

^{인 질소이다.}

ㄴ.

B

^와

C

가 공유하는 전자쌍은

3

^개로

3

중 결합을 형성한다.

ㄷ.

C

는 안정한 전자 배치를 이루려면

3

개의 전자가 더 필요하 므로 원자가 전자 수가

1

^인

A

^와

3

개의 공유 결합을 형성한다.

따라서 안정한 화합물의 화학식은

CA

3이다.

08

^{[모범 답안]}(가)는 이온 결합, (나)는 공유 결합으로 형성된 물질 이다. (가)의 소금과 산화 마그네슘은 금속 원자와 비금속 원자 사이에 전자를 주고받아 이온 결합을 형성한다. (나)의 포도당 과 물은 비금속 원자들이 전자쌍을 공유하며 공유 결합을 형성 한다.

채점 기준 배점

분류 기준과 까닭을 모범 답안과 같이 옳게 서술한 경우 100%

분류 기준만 쓴 경우 30%

09

^{[모범 답안]}⑴ (나)와 (다), 이온 결합 (

2

^{) (가)}

OF

2, (나)

NaF

^, (다)

MgF

2 (

3

) (가)~(다) 화합물을 구성하는 원소는 모두 네온 과 같은 전자 배치를 한다. 원소들은 화학 결합을 통해 비활성 기체와 같은 안정한 전자 배치를 이루려고 한다.

해설

⑶ 비활성 기체는 가장 바깥 전자 껍질에 전자

8

^개(단,

He

은

2

개)를 채워 안정한 전자 배치를 하고 있기 때문에,

18

^{족 이} 외의 원소들은 화학 결합을 통해 비활성 기체와 같은 안정한 전 자 배치를 이루려고 한다.

채점 기준 배점

⑴ 같은 결합을 하는 물질을 고르고, 화학 결합의 종류를 옳게 쓴

경우 20%

⑵ 안정한 화합물의 화학식을 모두 옳게 쓴 경우 30%

⑶ 결합에 따른 전자 배치의 원리를 옳게 서술한 경우 50%

01

이온 결합 물질은 양이온과 음이온 사이의 강한 정전기적 인력 으로 인해 녹는점과 끓는점이 높아 실온에서 고체 상태로 존재 한다. 이온 결합 물질은 단단하지만 외부에서 힘을 가하면 이온 층이 밀리면서 두 층의 경계면에서 같은 전하를 띤 이온들이 만 나 반발력이 작용하므로 잘 부스러진다.

오답 피하기

① 양이온과 음이온은 전하를 띠고 있는 입자이기 때문에 물과 같은 극성 물질에 잘 녹는다. ③ 이온 결합 물질은 분자로 존재 하지 않는다. 이온 결합 물질은 수많은 양이온과 음이온이 정전 기적 인력에 의해 결합하여

3

차원적으로 서로를 둘러싸며 안정 한 결정을 이룬다. ④ 양이온과 음이온처럼 서로 다른 전하를

01 

^②

02 

^④

03 

^⑤

04 

^③

05 

^②

기초 탄탄 문제 ^{p. 43}

띠는 입자 사이에는 인력이 작용하며, 이것을 정전기적 인력이 라고 한다. ⑤ 이온 결합 물질은 고체 상태에서는 이온들이 강 하게 결합하고 있어 자유롭게 이동할 수 없기 때문에 전기 전도 성이 없다. 하지만 액체나 수용액 상태에서는 양이온과 음이온 으로 나누어져 이온들이 자유롭게 이동할 수 있으므로 전기 전 도성이 있다.

02

ㄱ. 이온 결합이 형성될 때에는 금속 원자에서 비금속 원자로 전자가 이동하며, 공유 결합이 형성될 때는 두 원자가 전자를 내놓아 전자쌍을 만들고 이를 서로 공유하여 결합을 형성한다.

ㄷ. 이온 결합 물질은 고체 상태에서는 전류가 흐르지 않지만 액체나 수용액 상태에서는 전류가 흐른다. 반면 공유 결합 물질 은 고체, 액체 상태 모두 전류가 흐르지 않는다. 따라서 액체 상 태에서의 전기 전도성 여부로 두 물질을 구별할 수 있다.

오답 피하기

ㄴ. 공유 결합 물질은 고체, 액체 상태 모두 전류가 흐르지 않는 다. 단, 흑연, 그래핀 등과 같은 일부 물질은 고체 상태에서 전류 가 흐르며, 공유 결합 물질 중

HCl

^,

NH

3,

CH

3

COOH

^{등은 물} 에 녹아 이온을 형성하므로 수용액 상태에서 전류가 흐른다.

03

공유 결합으로 생성된 물질은 분자로 이루어져 있다. 분자란 물 질의 고유한 성질을 나타내는 가장 작은 입자이며, 일반적으로

2

개 이상의 원자가 결합하여 이루어진다. 공유 결합으로 형성 되지 않는 물질은 분자로 존재하지 않는다.

오답 피하기

⑤ 염화 칼슘은 이온 결합 물질로, 칼슘 이온과 염화 이온이

3

^차 원적으로 결합하여 결정을 이룬다.

04

이온 결합 물질은 고체 상태에서는 전류가 흐르지 않지만 액체 나 수용액 상태에서는 전류가 흐른다.

ㄱ. 물질

X

는 수용액 상태에서 양이온과 음이온이 자유롭게 이 동할 수 있는 상태로 존재한다. ㄴ. 이온 결합은 금속 원소와 비 금속 원소 사이의 결합이다.

오답 피하기

ㄷ. 이온 결합 물질은 양이온과 음이온 사이의 강한 정전기적 인력으로 인해 녹는점과 끓는점이 높아 실온에서 대부분 고체 상태로 존재한다.

5 A

^:

H

^,

B

^:

Li

^,

C

^:

O

^,

D

^:

Mg

^,

E

^:

S

^,

F

^:

Cl

ㄷ.

D

^{는 금속 원소,}

F

는 비금속 원소이므로 이온 결합을 형성하 고, 이온 결합 물질은 액체나 수용액 상태에서 전류가 흐른다.

오답 피하기

ㄱ.

A

^와

C

는 비금속 원소이므로 공유 결합을 형성한다.

ㄴ.

B

^{는 금속 원소,}

E

는 비금속 원소이므로 이온 결합을 형성한다.

05 ^{| 화학 결합의 성질}

01

이온 결합 물질은 고체 상태에서는 이온이 움직이지 못하고, 액 체 상태에서는 이온이 움직일 수 있기 때문에 액체 상태에서 전 기가 통한다.

02

이온 결합 물질과 공유 결합 물질 모두 고체 상태에서는 전류가 흐르지 않는다.

01 

^⑤

02 

^ㄷ

탐구 대표 문제 ^{p. 42}

01 A

는 고체 상태에서는 전기 전도성이 없고 액체 상태에서는 전 기 전도성이 있으므로 이온 결합 물질이다.

B

^{는 고체와 액체 상} 태 모두 전기 전도성이 없으므로 공유 결합 물질이다. 이온 결 합은 금속 양이온과 비금속 음이온 사이의 결합이고, 공유 결합 은 비금속 원자 사이의 결합이다.

ㄷ.

A

^와

B

는 녹는점이 실온보다 높으므로 실온에서 고체 상태 로 존재한다.

오답 피하기

ㄱ.

A

는 이온 결합 물질,

B

는 공유 결합 물질이다.

ㄴ. 충격을 가하면 이온 층이 밀리면서 쉽게 깨지는 성질은 이 온 결합 물질의 특징이다. 공유 결합 물질은 대부분 단단하지 않고 잘 부서지는 성질이 있다.

02

실험 결과 고체 상태에서는 전류가 흐르지 않지만, 용융된 액체 상태에서는 전류가 흐른다. 이러한 성질을 갖는 물질은 이온 결 합에 의해 형성된 화합물이다.

오답 피하기

① 철(

Fe

)은 금속 결합, ② 흑연(

C

)은 공유 결합, ③ 설탕 (

C

12

H

22

O

11)은 공유 결합, ⑤ 다이아몬드(

C

)는 공유 결합으로 형 성된 물질이다. 철과 흑연은 고체 상태에서 전류가 흐르고, 설 탕과 다이아몬드는 고체와 액체 상태에서 모두 전류가 흐르지 않는다.

03

②, ④ 이온 결합 물질은 전하를 띠는 양이온과 음이온으로 구성 되어 있기 때문에 물과 같은 극성 용매에 잘 녹는다. ③ 이온 결합 물질은 이온들이 강한 정전기적 인력으로 결합하므로 실온에서 주로 고체 상태로 존재한다. ⑤ 이온 결합 물질은 수용액과 액체 상태에서 이온의 이동이 자유롭기 때문에 전류가 흐른다.

오답 피하기

① 이온 결합 물질은 비교적 매우 단단하지만 외부의 충격에 의 해 잘 부스러진다.

04

^{염화 칼슘(}

CaCl

2)은 이온 결합 물질이며, 겨울철 제설제로 주로 이용된다. 하지만 염화 칼슘이 눈에 녹아 생성되는 양이온 (

Ca

²⁺)은 자동차, 도로변 철 구조물을 녹슬게 만든다. 또한 생성 되는 음이온(

Cl

^-)은 도로 주변 식물의 뿌리로 흡수되어 식물의 생장을 방해하며, 아스팔트나 시멘트 콘크리트에 스며들면 그 부분이 쉽게 갈라지기도 한다.

오답 피하기

ㄱ. 염화 칼슘과 같은 염소 화합물은 상대적으로 값이 저렴하

01 

^③

02 

^④

03 

^①

04 

^④

05 

^③

06 

^④

07 

^③

08~10 

^{해설 참조}

내신 만점 문제 ^{p. 44 ~ 45} 다. 아세트산 칼슘(

Ca

⁽

CH

3

COO

⁾2)이나 아세트산 마그네슘 (

Mg

⁽

CH

3

COO

⁾2) 등은 염화 칼슘을 대체할 수 있는 물질이지 만, 값이 너무 비싸 아직은 염화 칼슘처럼 살포할 수 없다는 단 점이 있다.

05

ㄴ. 공유 결합을 하는 물질은 분자를 형성하고 이들 사이에는 약한 분자 간 인력이 작용하므로 실온에서 주로 액체나 기체로 존재한다.

ㄷ. 공유 결합 물질은 고체, 액체 상태에서 모두 전류가 잘 흐르 지 않는다.

오답 피하기

ㄱ. 이온 결합 물질은 매우 단단하지만 외부 충격을 받으면 잘 부스러진다.

ㄹ. 이온 결합 물질은 금속 원소와 비금속 원소 사이의 정전기 적 인력에 의해 결합이 형성된다.

06

^물질

AB

^에서

A

^는

2

^{가 양이온,}

B

^는

2

가 음이온으로 존재하며,

A

^는

Ne

^,

B

^는

Ar

과 같은 전자 배치를 이루고 있다.

C

2는

C

^원 자 사이에 전자쌍

1

개를 공유하는 공유 결합을 형성하며

C

^의 원자가 전자는

7

^개이다.

ㄱ.

AB

는 이온 결합 물질이므로 액체 상태에서 이온들이 자유 롭게 이동할 수 있어 전기 전도성이 있다.

ㄷ.

A

^{는 원자가 전자가}

2

개인 금속 원소이고,

C

^{는 원자가 전자} 가

7

개인 비금속 원소이다.

A

^는

2

^{가의 양이온,}

B

^는

1

^{가의 음이} 온이므로

1

^:

2

의 개수비로 결합을 형성하며 화학식은

AC

2이다.

오답 피하기

ㄴ.

A

^는

3

주기 원소로 원자가 전자가

2

^{개인 마그네슘(}

Mg

^)이다.

B

^는

3

주기 원소로 원자가 전자가

6

^{개인 황(}

S

^)이다.

C

^는

2

^주기 원소로 원자가 전자가

7

^{개인 플루오린(}

F

^)이다.

07 A

^{는 원자 번호}

8

번인 산소로 비금속 원소이고,

B

^{는 원자 번호}

12

번인 마그네슘으로 금속 원소이다.

C

^{는 원자 번호}

17

^{번인 염} 소로 비금속 원소이다. 따라서 비금속 원소인

A

^{와 금속 원소인}

B

의 안정한 화합물인

BA

⁽

MgO

)는 이온 결합 물질이고, 비금 속 원소인

A

^와

C

의 안정한 화합물인

AC

2(

OCl

2)는 공유 결합 물질이다.

ㄱ. 이온 결합 물질인

BA

⁽

MgO

)는 공유 결합 물질인

AC

2(

OCl

2)보다 녹는점이 높다.

ㄴ. 이온 결합 물질은 단단하나 외부에서 힘을 가하면 이온 층 이 밀려 같은 전하를 띤 이온 사이에 반발력이 작용하므로 부서 지기 쉽다.

오답 피하기

ㄷ. 공유 결합 물질은 액체 상태에서 분자 상태로 존재하므로 전기 전도성이 없다.