2026년 3월 고1 학평 통합과학 15번 해설

이온의 형성 배점 2점

15.

표는 원자 또는 이온에 대한 자료이다. n × b/a 는? [2점]

①

O²⁻은 전자를 2개 얻어 전자 10개 = 5b → b = 2, 중성 원자 Mg는 +3a = +12 → a = 4, Caⁿ⁺은 전자 9b = 18개로 20 - 18 = 2 → n = 2이므로 n × b/a = 2 × 2/4 = 1, 정답은 ①이다.

핵심 개념

원자는 원자핵의 전하량과 전자 수가 같아 전기적으로 중성이고, 양이온은 전자를 잃어 전자 수가 적으며, 음이온은 전자를 얻어 전자 수가 많다.

단서 따라가기

O²⁻: 원자핵의 전하 +8, 전자 수 5b음이온 O²⁻은 산소 원자가 전자 2개를 얻은 것 → 전자 수 = 8 + 2 = 10 = 5b b = 2
Mg: 원자핵의 전하 +3a, 전자 수 12원자는 원자핵의 전하량과 전자 수가 같다 → 3a = 12 a = 4
Caⁿ⁺: 원자핵의 전하 +20, 전자 수 9b양이온은 잃은 전자 수만큼 + 전하를 띤다 → 전자 수 9 × 2 = 18, 20 - 18 = 2 n = 2

정답 근거

O²⁻은 원자핵의 전하가 +8이고 전자 2개를 얻은 음이온이므로 전자 수 = 8 + 2 = 10 = 5b, 따라서 b = 2이다. Mg는 원자이므로 원자핵의 전하량과 전자 수가 같아 3a = 12, a = 4이다. Caⁿ⁺의 전자 수는 9b = 9 × 2 = 18이고 원자핵의 전하는 +20이므로 n = 20 - 18 = 2이다. 따라서 n × b/a = 2 × 2/4 = 1이고 정답은 ①이다.

선지별로 왜 틀렸나

②

함정 n = 2 또는 b = 2를 구한 뒤 b/a를 곱하는 마지막 단계를 빠뜨리면 2를 답으로 고르기 쉽다.

n = 2, b = 2, a = 4이므로 n × b/a = 2 × 2/4 = 1이다. 2는 n이나 b 하나만의 값이다.

③

함정 Mg의 원자핵 전하 +3a에서 3을 그대로 답으로 쓰거나 계수를 잘못 옮기기 쉽다.

Mg는 원자이므로 3a = 12에서 a = 4이다. 값을 대입하면 n × b/a = 2 × 2/4 = 1이므로 3이 아니다.

④

함정 b/a 대신 a/b(= 2)를 곱해 n × a/b = 2 × 4/2 = 4로 분모·분자를 뒤바꿔 계산하기 쉽다.

구하는 값은 n × b/a이고 b = 2, a = 4이므로 2 × 2/4 = 1이다. 4는 분모와 분자를 바꿨을 때 나오는 값이다.

⑤

함정 O²⁻의 전자 수를 음이온이 전자를 '잃는다'로 착각해 8 - 2 = 6으로 놓으면 b 값이 정수로 정해지지 않아 계산이 엉키기 쉽다.

음이온은 전자를 얻으므로 O²⁻의 전자 수는 10이고 b = 2이다. 이를 바탕으로 a = 4, n = 2를 구하면 n × b/a = 1이다.

이 문항이 묻는 능력

원자와 이온의 원자핵 전하·전자 수 관계로 식을 세우고, 한 칸에서 구한 미지수를 다른 칸에 이어 대입해 값을 계산하는 능력

다음에 비슷한 문제를 만나면

원자인지 양이온인지 음이온인지부터 구분한다 → 원자는 핵전하 = 전자 수, 음이온은 전자 수 = 핵전하 + 전하 크기, 양이온은 전자 수 = 핵전하 - 전하 크기로 식을 세운다 → 미지수가 하나뿐인 칸부터 풀어 나머지 칸에 대입한다.

다음 문항 · 16번 그림은 스마트 워치의 광원 ⓐ, ⓑ와 손목의 혈관을 나타낸 것이다. ⓐ는 초록색 빛을, ⓑ는 빨간색 빛을 방… ›

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