2025년 3월 고1 학평 통합과학 7번 해설
7.
그림은 플루오린화 이온(F⁻)과 알루미늄 이온(Al³⁺)을 각각 모형으로 나타낸 것이다. 이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [2점]
- ① ㄱ
- ② ㄴ
- ③ ㄱ, ㄷ
- ④ ㄴ, ㄷ
- ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ
④
F⁻는 전자 10개 → F 원자는 전자 9개(ㄱ 틀림), Al 원자가 전자 3개를 잃어 Al³⁺(ㄴ 옳음), 원자핵 전하량 Al +13 > F +9(ㄷ 옳음) → 정답 ④.
핵심 개념
원자는 전자를 잃으면 양이온, 얻으면 음이온이 되며, 원자는 전기적으로 중성이라 원자핵의 전하량과 전자의 총 전하량이 같다.
단서 따라가기
- F⁻ 모형의 전자 10개F⁻는 F 원자가 전자 1개를 얻은 음이온 → F 원자의 전자 수는 10 − 1 = 9 보기 ㄱ (틀림 — 9)
- Al³⁺ (전하 +3)양이온의 전하 +3은 원자가 전자 3개를 잃었다는 뜻이다 보기 ㄴ (옳음)
- Al³⁺ 전자 10개, F⁻ 전자 10개Al 원자 전자 수 = 10 + 3 = 13, F 원자 전자 수 = 9 → 원자는 중성이므로 원자핵 전하량은 Al +13, F +9 보기 ㄷ (옳음)
정답 근거
보기 ㄴ: Al³⁺은 Al 원자가 전자 3개를 잃어 형성된 양이온이다. 보기 ㄷ: Al³⁺의 전자 수가 10이므로 Al 원자의 전자 수는 13이고, F⁻의 전자 수가 10이므로 F 원자의 전자 수는 9이다. 원자는 전기적으로 중성이므로 원자핵의 전하량은 Al 원자가 +13, F 원자가 +9로 Al 원자가 더 크다. 따라서 정답은 ④ ㄴ, ㄷ이다. (ㄱ: F 원자의 전자 수는 11이 아니라 9이다.)
선지별로 왜 틀렸나
①
함정 음이온(F⁻)의 전자 수 10에 1을 더해 F 원자의 전자 수를 11로 계산하기 쉽다(얻은 전자를 빼야 하는데 더함).
F 원자는 전자 1개를 얻어 F⁻(전자 10개)가 되므로 전자 수는 9이다. ㄱ은 틀리고, 옳은 ㄴ, ㄷ이 빠졌다.
②
함정 두 이온의 전자 수가 10으로 같으니 원자핵의 전하량도 같다고 생각하기 쉽다.
ㄴ은 옳지만, 원자핵 전하량은 Al +13, F +9로 Al이 크므로 옳은 ㄷ이 빠졌다.
③
함정 음이온이 되는 과정을 전자를 잃는 것으로 거꾸로 알아 F 원자의 전자 수를 11로 보기 쉽다.
ㄷ은 옳지만, F 원자의 전자 수는 9이므로 ㄱ은 틀리고, 옳은 ㄴ이 빠졌다.
⑤
함정 모형의 전자 수를 원자의 전자 수로 그대로 보고 이온의 전하를 반영하지 않기 쉽다.
ㄴ, ㄷ은 옳지만, F 원자의 전자 수는 11이 아닌 9이므로 ㄱ은 틀리다.
이 문항이 묻는 능력
이온 모형에서 전자 수를 세고 이온의 전하로부터 원자의 전자 수와 원자핵 전하량을 거꾸로 추론하는 능력
다음에 비슷한 문제를 만나면
모형에서 이온의 전자 수 세기 → 이온의 전하로 원자의 전자 수 되돌려 구하기(음이온은 빼고 양이온은 더함) → 원자는 중성이므로 원자핵 전하량 = 원자의 전자 수
관련 개념
이온의 형성원자가 전자를 잃거나 얻어 전하를 띤 입자가 되는 과정이다. 금속 원소는 원자가 전자를 잃고 양이온(Na⁺, Mg²⁺)이 되기 쉽고, 비금속 원소는 전자를 얻어 음이온(Cl⁻, O²⁻)이 되기 쉬우며, 이렇게 형성된 주요 원소의 이온은 비활성 기체와 같은 전자 배치를 가진다.
이온 양이온 음이온 원자핵의 전하량 원자의 전기적 중성
'이온의 형성' 개념이 나온 다른 기출
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