①
A는 전자 2개(He), B는 전자 4개(Be) → 태양 중심부 수소 핵융합으로 He 원자핵 생성(ㄱ 옳음), He는 18족·Be는 2족(ㄴ 틀림), 태양 중심부에서는 철이 만들어지지 않음(ㄷ 틀림) → 정답 ①.
핵심 개념
태양 중심부에서는 수소 핵융합 반응으로 헬륨 원자핵이 만들어지고, 원소의 족은 원자가 전자 수로 정해진다.
단서 따라가기
(나) A: 첫 번째 껍질 2, 두 번째 껍질 0 / B: 첫 번째 껍질 2, 두 번째 껍질 2A는 전자 2개로 헬륨(He), B는 전자 4개로 베릴륨(Be)이다 A = 헬륨, B = 베릴륨
(가) 중심부에서 수소 핵융합 반응수소 원자핵 4개가 융합하여 헬륨 원자핵 1개가 만들어진다 보기 ㄱ (옳음)
A는 첫 번째 껍질만 2개로 채워짐, B는 두 번째 껍질에 전자 2개헬륨은 첫 번째 껍질이 가득 찬 18족 원소, 베릴륨은 원자가 전자 2개인 2족 원소로 족이 다르다 보기 ㄴ (틀림)
태양 중심부(질량이 작은 별)태양 같은 별의 중심부에서는 수소·헬륨 핵융합까지만 일어나며, 철까지 만드는 핵융합은 질량이 매우 큰 별의 중심부에서 일어난다 보기 ㄷ (틀림)
정답 근거
보기 ㄱ: A는 전자 수가 2인 헬륨(He)이다. 태양의 중심부에서는 수소 핵융합 반응으로 수소 원자핵 4개가 헬륨 원자핵 1개로 바뀌므로, A의 원자핵이 생성된다. 옳은 것은 ㄱ뿐이므로 정답은 ①이다.
선지별로 왜 틀렸나
②
함정 A와 B의 첫 번째 전자 껍질 전자 수가 2로 같은 것을 보고 같은 족이라고 판단하기 쉽다.
ㄴ은 A(He)가 18족, B(Be)가 2족이라 틀리고, 옳은 ㄱ이 빠졌다.
③
함정 '핵융합으로 만들어지는 가장 무거운 원소는 철'이라는 사실을 모든 별에 적용해 태양에도 해당한다고 생각하기 쉽다.
ㄷ은 태양 중심부에서는 철이 생성되지 않으므로 틀리고, 옳은 ㄱ이 빠졌다.
④
함정 헬륨과 베릴륨 모두 원자가 전자가 2개라고 보고 같은 족으로 묶기 쉽다(헬륨이 18족이라는 예외를 놓침).
ㄱ은 옳지만, A(He)는 18족, B(Be)는 2족이므로 ㄴ은 틀리다.
⑤
함정 별 중심부 핵융합의 최종 산물이 철이라는 내용을 별의 질량 조건 없이 태양에 그대로 대입하기 쉽다.
ㄱ은 옳지만, 철까지 만드는 핵융합은 태양보다 질량이 매우 큰 별에서 일어나므로 ㄷ은 틀리다.
이 문항이 묻는 능력
막대그래프의 껍질별 전자 수로 원소를 확인하고, 별 중심부의 핵융합 생성물과 원소의 족을 함께 판단하는 능력
다음에 비슷한 문제를 만나면
그래프에서 원자별 전자 수를 껍질별로 읽어 원소를 확정 → 원자가 전자 수(헬륨은 예외적으로 18족)로 족을 비교 → 별의 질량에 따라 중심부 핵융합으로 만들어지는 원소의 한계를 적용
다음 문항 · 12번
그림은 주기율표의 일부를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?…
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관련 개념
별 내부의 핵융합별의 중심부에서 높은 온도와 압력으로 가벼운 원자핵이 합쳐져 더 무거운 원자핵이 만들어지는 반응이다. 수소 핵융합으로 헬륨이, 이어서 헬륨 핵융합으로 탄소가 만들어지며, 질량이 매우 큰 별은 산소, 규소 등을 거쳐 철까지 만들어 중심으로 갈수록 무거운 원소가 있는 양파 껍질 같은 층 구조를 이룬다.
전자 배치원자 속 전자가 원자핵 주위의 전자 껍질에 들어가 있는 상태이다. 전자는 원자핵에 가까운 안쪽 껍질부터 채워지며, 원자 번호 20번까지의 원소에서 첫 번째 껍질에는 최대 2개, 두 번째 껍질에는 최대 8개, 세 번째 껍질에는 8개까지 들어간다.
수소 핵융합 반응 전자 배치 족 원자가 전자 별의 진화