⑤
규소 원자 사이와 규산염 광물의 규소-산소 사이 결합이 모두 공유 결합(ㄱ 옳음), 규산염 광물에서 규소를 얻고(ㄴ 옳음), 규소는 반도체 소자 재료(ㄷ 옳음) → 정답 ⑤.
핵심 개념
규소는 원자들이 공유 결합한 순수 반도체이고, 규산염 광물은 규소와 산소가 공유 결합한 Si–O 사면체로 이루어진다.
단서 따라가기
<보기> ㄱ. (가)와 (나)에는 공유 결합이 있다.(가) 규소는 규소 원자끼리, (나) 규산염 광물은 규소와 산소가 전자쌍을 공유하는 공유 결합을 이룬다 보기 ㄱ (옳음)
<보기> ㄴ. (나)에서 (가)를 얻을 수 있다.규산염 광물은 규소를 포함하므로 이를 정제하여 규소를 얻는다 보기 ㄴ (옳음)
<보기> ㄷ. (가)는 반도체 소자의 재료로 사용된다.순수한 규소는 반도체로, 그 전기적 성질을 이용해 반도체 소자를 만든다 보기 ㄷ (옳음)
정답 근거
보기 ㄱ: (가) 규소 원자 사이의 결합과 (나) 규산염 광물 속 산소와 규소 사이의 결합은 모두 공유 결합이다. 보기 ㄴ: 규산염 광물은 규소를 포함하므로 이로부터 규소를 얻을 수 있다. 보기 ㄷ: 규소는 반도체이므로 그 전기적 성질을 이용해 반도체 소자의 재료로 활용한다. 따라서 ㄱ, ㄴ, ㄷ 모두 옳고 정답은 ⑤이다.
선지별로 왜 틀렸나
①
함정 규소와 광물이 전혀 다른 모양이라 서로 원료-제품 관계가 있다는 것을 떠올리지 못하기 쉽다.
ㄱ은 옳지만, 규산염 광물에서 규소를 얻는다는 옳은 ㄴ과 규소가 반도체 재료라는 옳은 ㄷ이 빠졌다.
②
함정 광물은 금속과 산소가 이온 결합한 물질이라고 일반화하여 공유 결합이 없다고 보기 쉽다.
ㄷ은 옳지만, 규소-규소와 규소-산소 결합이 모두 공유 결합이라는 옳은 ㄱ과 옳은 ㄴ이 빠졌다.
③
함정 광택이 나는 (가)를 금속으로 보아 반도체가 아닌 도체라고 여기기 쉽다.
ㄱ과 ㄴ은 옳지만, 규소는 반도체 소자의 재료로 쓰인다는 옳은 ㄷ이 빠졌다.
④
함정 규산염 광물에는 산소가 있어 산소와 규소가 이온 결합을 한다고 착각하기 쉽다.
ㄴ과 ㄷ은 옳지만, (가)와 (나) 모두 공유 결합을 가진다는 옳은 ㄱ이 빠졌다.
이 문항이 묻는 능력
순수 반도체인 규소와 규산염 광물의 결합 종류를 비교하고, 원료와 용도의 관계를 연결하는 개념 적용 능력
다음에 비슷한 문제를 만나면
그림 속 물질(규소, 규산염 광물)의 구성 원소 확인 → 비금속 원소 사이 결합은 공유 결합임을 적용 → 원료와 용도(규산염 광물 → 규소 → 반도체) 연결
다음 문항 · 22번
그림은 지구시스템을 구성하는 권역 간의 상호작용을, 표는 상호작용 A ~ C의 예를 나타낸 것이다. Ⅰ과 Ⅱ…
›
관련 개념
반도체전기 전도성이 도체와 부도체의 중간 정도인 물질로, 규소와 저마늄이 대표적이다. 순수한 반도체에 원자가 전자 수가 다른 13족이나 15족 원소를 불순물로 소량 첨가(도핑)하면 전기 전도성이 커지는 등 전기적 성질을 쉽게 조절할 수 있어 다이오드, 트랜지스터, 집적 회로, 태양 전지 등에 활용된다.
공유 결합비금속 원소의 원자들이 전자를 내놓아 전자쌍을 만들고, 이 전자쌍을 서로 공유하여 형성되는 화학 결합이다. 물(H₂O), 산소(O₂) 등이 대표적이며, 원자들은 공유한 전자쌍을 통해 비활성 기체와 같은 전자 배치를 이룬다. 두 원자가 전자쌍 1개를 공유하면 단일 결합, 2개를 공유하면 2중 결합이다.
규소 규산염 광물 공유 결합 반도체