2025년 10월 고1 학평 통합과학 19번 해설

핵심 개념

수소·헬륨은 빅뱅 때, 철까지의 무거운 원소는 별 내부의 핵융합으로, 철보다 무거운 원소는 초신성 폭발로 만들어졌으며, 원자는 비활성 기체와 같은 전자 배치를 이루려고 이온을 만들거나 전자쌍을 공유한다.

단서 따라가기

1. (가) 별 S의 가장 바깥층 X, (나) 사람 질량비 X 10%별의 바깥층은 핵융합이 일어나지 않은 수소층이고, 사람 몸에서 질량비 약 10%를 차지하는 원소는 수소이다 X = 수소(H)
2. (가) C층과 Si층 사이의 Y층, (나) 사람 질량비 Y 65%무거운 별 내부에서 탄소 다음 단계로 생성되는 층은 산소층이고, 사람 몸에서 가장 큰 질량비를 차지하는 원소는 산소이다 Y = 산소(O)
3. (가) 별 S 중심부까지 Fe층이 형성됨철까지 핵융합이 진행된 별은 질량이 태양보다 매우 큰 별로, 마지막에 초신성 폭발을 하며 이때 철보다 무거운 원소가 만들어진다 선지 ① (옳음)
4. (나) 사람을 구성하는 원소 Y(산소)산소는 별 내부의 핵융합으로 생성되어 별의 죽음과 함께 우주로 퍼졌고, 이것이 지구와 생명체의 재료가 되었다 선지 ② (옳음)
5. (다) Yⁿ⁻의 전자 배치: 첫째 껍질 2개, 둘째 껍질 8개(총 10개)산소는 원자 번호 8로 전자 껍질이 2개인 2주기 16족 원소이며, 전자 2개를 얻어 네온과 같은 전자 배치의 O²⁻가 된다(10 − 8 = 2) 선지 ③ (옳음) / 선지 ④ (옳지 않음 — n = 2)
6. 선지 ⑤ X₂, Y₂H₂는 수소 원자끼리 전자쌍 1개를, O₂는 산소 원자끼리 전자쌍 2개를 공유한다 선지 ⑤ (옳음 — 1 : 2)

정답 근거

(다)에서 이온 Yⁿ⁻의 전자 수는 2 + 8 = 10개이다. Y는 산소(원자 번호 8)이므로 n = 10 − 8 = 2, 즉 이온은 O²⁻이다. 따라서 'n=1이다'라는 ④가 옳지 않으며 정답은 ④이다.

선지별로 왜 틀렸나

이 문항이 묻는 능력

별의 내부 구조와 생명체의 원소 구성 자료로 미지 원소를 찾아내고, 원소의 생성 과정·주기·이온의 전하·공유 전자쌍 수를 종합해 판단하는 능력

다음에 비슷한 문제를 만나면

별 내부 층 순서(바깥 H → He → C → O → … → 중심 Fe)와 생명체 원소 질량비(O > C > H)로 미지 원소 확정 → 이온의 전자 수와 원자 번호의 차이로 이온의 전하 계산 → 원자가 전자 수로 공유 전자쌍 수 판단