다음은 같은 족 원소들의 성질에 대한 탐구 활동이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 에서 있는 대로 고른 것은? (단, X는 임의의 원소 기호이다.)

2024년 6월 고1 학평 (2015 교육과정) 통합과학 15번 해설

할로젠 배점 3점 2015 교육과정

15.

다음은 같은 족 원소들의 성질에 대한 탐구 활동이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, X는 임의의 원소 기호이다.) [3점]

③

X는 F와 같은 17족이라 원자가 전자 7(ㄱ 옳음), 보기 모형은 전자쌍 2개 공유라 단일 결합인 F₂와 다름(ㄴ 틀림), 알칼리 금속과 물의 반응 용액은 염기성이라 페놀프탈레인이 붉게 변함(ㄷ 옳음) → 정답 ③.

같은 족 원소는 원자가 전자 수가 같아 화학적 성질이 비슷하며, 알칼리 금속은 물과 반응해 염기성 수용액을 만들고 할로젠은 2원자 분자로 존재한다.

X는 할로젠 원소(17족) 칸에 있음같은 족 원소는 원자가 전자 수가 같다. F의 전자 배치 2, 7처럼 X도 원자가 전자가 7개 보기 ㄱ (옳음)
보기 ㄴ의 모형: 두 원자가 전자 4개(전자쌍 2개)를 공유F는 원자가 전자 7개라 전자 1개만 더 있으면 옥텟이 되므로 전자쌍 1개만 공유(단일 결합)한다. 전자쌍 2개 공유 모형은 O₂에 해당 보기 ㄴ (틀림 — F₂는 공유 전자쌍 1개)
㉠ 알칼리 금속이 물과 격렬하게 반응알칼리 금속이 물과 반응하면 수소 기체와 함께 수산화 이온(OH⁻)이 생겨 수용액이 염기성이 된다 보기 ㄷ (옳음)

보기 ㄱ: X는 F와 같은 할로젠 원소(17족)이므로 원자가 전자 수가 F와 같은 7이다. 보기 ㄷ: 알칼리 금속은 물과 반응하여 수소 기체와 수산화 이온을 만들므로 반응 후 수용액은 염기성이고, 페놀프탈레인 용액을 떨어뜨리면 붉은색으로 변한다. 정답은 ③이다.

①

함정 알칼리 금속이 물과 반응하면 산성 용액이 된다고 잘못 기억해 ㄷ을 빼기 쉽다.

ㄱ은 옳지만, 반응 후 수용액이 염기성이어서 페놀프탈레인이 붉게 변한다는 옳은 ㄷ이 빠졌다.

②

함정 모형에서 두 원자가 전자를 나눠 가진 모습만 보고 공유 전자쌍 수를 세지 않아 F₂ 모형으로 받아들이기 쉽다.

ㄴ은 모형이 전자쌍 2개를 공유하는데 F₂는 전자쌍 1개만 공유하므로 틀리고, 옳은 ㄱ과 ㄷ이 빠졌다.

④

함정 '?'로 가려진 X의 전자 배치를 알 수 없다고 여겨 ㄱ을 판단하지 않기 쉽다.

ㄷ은 옳지만, ㄴ은 F₂의 공유 전자쌍이 1개이므로 틀리고, 같은 17족이라 원자가 전자가 7인 옳은 ㄱ이 빠졌다.

⑤

함정 겹쳐진 원 모양만 보고 2원자 분자 모형이니 맞다고 넘기기 쉽다.

ㄱ, ㄷ은 옳지만, ㄴ은 모형의 공유 전자쌍이 2개로 단일 결합인 F₂와 다르므로 틀리다.

같은 족 원소의 공통 성질을 적용하고, 공유 결합 모형에서 공유 전자쌍 수를 세어 분자의 결합을 판단하는 능력

표에서 원소의 족 확인 → 족에 따른 원자가 전자 수 적용 → 결합 모형은 공유 전자쌍 수를 세어 옥텟 규칙과 대조 → 반응 생성물의 산성·염기성으로 지시약 색 판단

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