④
3주기 14족 D는 규소(ㄱ 틀림), 13족 C(붕소)·15족 E(인)는 불순물로 적합(ㄴ 옳음), 트랜지스터는 반도체 소자(ㄷ 옳음) → 정답 ④.
핵심 개념
순수한 반도체(규소)에 13족이나 15족 원소를 소량 첨가하면 전류가 잘 흘러 다이오드·트랜지스터 같은 반도체 소자로 쓰인다.
단서 따라가기
D: 3주기 14족, 원자가 전자 수 43주기 14족 원소는 규소(Si)이다(탄소는 2주기 14족) 보기 ㄱ (틀림 — 규소)
C: 2주기 13족, E: 3주기 15족C는 붕소(B), E는 인(P)이다. 규소에 13족·15족 원소를 소량 첨가하면 전류가 잘 흐른다 보기 ㄴ (옳음)
㉡ 반도체 소자, 그림 속 반도체 소자불순물을 첨가한 반도체로 만든 다이오드·트랜지스터 등이 반도체 소자이다 보기 ㄷ (옳음)
정답 근거
C는 붕소(B, 13족), E는 인(P, 15족)이다. 보기 ㄴ: 순수한 반도체에 13족 원소인 붕소나 15족 원소인 인과 같은 소량의 불순물을 첨가하면 전류가 잘 흐르므로 C와 E는 모두 ㉠으로 적합하다. 보기 ㄷ: 트랜지스터는 불순물을 첨가한 반도체로 만든 반도체 소자이므로 ㉡에 해당한다. 옳은 것은 ㄴ, ㄷ이므로 정답은 ④이다.
선지별로 왜 틀렸나
①
함정 14족이면서 원자가 전자 수가 4인 원소로 탄소를 먼저 떠올려 주기를 확인하지 않기 쉽다.
ㄱ은 D가 3주기 14족인 규소(Si)이므로 틀리고, 옳은 ㄴ, ㄷ이 빠졌다.
②
함정 불순물은 반도체와 같은 14족이어야 잘 섞인다고 생각하거나, 13족과 15족 중 한쪽만 쓰인다고 여겨 ㄴ을 빼기 쉽다.
ㄷ은 옳지만, 13족(C, 붕소)과 15족(E, 인)은 모두 반도체에 첨가하는 불순물로 쓰이므로 옳은 ㄴ이 빠졌다.
③
함정 탄소와 규소가 같은 14족이라 D를 탄소로 판단하고, 트랜지스터가 그림에 이름으로 나오지 않아 ㄷ을 빼기 쉽다.
ㄴ은 옳지만, ㄱ은 D가 규소이므로 틀리고, 트랜지스터는 반도체 소자이므로 옳은 ㄷ이 빠졌다.
⑤
함정 원자가 전자 수가 4라는 단서만으로 탄소라고 단정해 전부 옳다고 고르기 쉽다.
ㄴ, ㄷ은 옳지만, ㄱ은 D가 3주기 14족 원소인 규소(Si)이므로 틀리다.
이 문항이 묻는 능력
주기율표에서 원소의 주기와 족을 읽어 반도체와 불순물로 쓰이는 원소를 구분하고, 반도체 소자의 예를 연결하는 능력
다음에 비슷한 문제를 만나면
주기율표에서 주기·족으로 원소의 정체 확인 → 순수한 반도체(14족)와 첨가 불순물(13족·15족)의 족 조건 대응 → 반도체 소자의 예와 보기 비교
다음 문항 · 10번
그림은 온도를 알아보는 2가지 방법을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로…
›
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.
주기율표원소들을 원자 번호 순으로 배열하되 화학적 성질이 비슷한 원소가 같은 세로줄에 오도록 만든 표이다. 가로줄을 주기(1~7주기), 세로줄을 족(1~18족)이라 하며, 같은 주기 원소는 전자가 들어 있는 전자 껍질 수가, 같은 족 원소(1·2족, 13~17족)는 원자가 전자 수가 같다.
반도체 불순물 첨가 원자가 전자 반도체 소자 주기율표