⑤
N의 원자가 전자 5개 → x = 10(ㄱ 옳음), O₂는 전자 4개(전자쌍 2개)를 공유하는 2중 결합 모형(ㄴ 옳음), ㉠+㉡은 10+6, 12+4, 14+2로 모두 16(ㄷ 옳음) → 정답 ⑤.
핵심 개념
공유 결합은 비금속 원자들이 전자쌍을 공유하여 형성하며, 원자가 전자 수에 따라 공유하는 전자쌍 수(단일·2중·3중 결합)가 정해진다.
단서 따라가기
N₂의 ㉠ = xN의 원자가 전자는 5개이므로 N 원자 2개의 원자가 전자 수 합은 5 + 5 = 10이다 보기 ㄱ (옳음)
O₂의 ㉡ = 4, 보기 ㄴ의 모형은 겹친 부분에 전자 4개O는 원자가 전자가 6개라 2개씩 내놓아 전자쌍 2개를 공유(2중 결합)해야 둘 다 최외각 전자 8개가 된다 — 공유 전자 4개인 모형이 O₂ 보기 ㄴ (옳음)
㉠: N₂ 10, O₂ 6+6 = 12, F₂ 14 / ㉡: N₂ 6, O₂ 4, F₂ 2원자가 전자가 1개 많아질수록 공유하는 전자쌍은 1개 줄어 ㉠ + ㉡은 16으로 일정하다(각 원자가 최외각 8개를 채우므로 8 × 2 = 16) 보기 ㄷ (옳음)
정답 근거
보기 ㄱ: N₂에서 N의 원자가 전자는 5개이므로 전체 원자가 전자 수 합 x = 5 + 5 = 10이다. 보기 ㄴ: 두 원자가 전자 4개(전자쌍 2개)를 공유하는 모형은 O₂의 화학 결합 모형이므로 (가)에 해당한다. 보기 ㄷ: ㉠과 ㉡의 합은 N₂ 10 + 6 = 16, O₂ 12 + 4 = 16, F₂ 14 + 2 = 16으로 모두 같다. 따라서 정답은 ⑤이다.
선지별로 왜 틀렸나
①
함정 보기 ㄴ의 모형에서 겹친 부분의 전자 수를 세지 않고 F₂ 모형과 비슷하게 보이므로 (가)가 아니라고 넘기기 쉽다.
ㄱ은 옳지만, 공유 전자 4개 모형이 O₂인 ㄴ과 ㉠+㉡이 모두 16인 ㄷ이 빠졌다.
②
함정 N₂의 x를 원자 1개의 원자가 전자 수(5)로 생각하거나, 분자 내 전체 전자 수(14)로 착각해 ㄱ을 빼기 쉽다.
ㄷ은 옳지만, x = 5 + 5 = 10인 ㄱ과 O₂ 모형에 해당하는 ㄴ이 빠졌다.
③
함정 빈칸이 많아 O₂의 ㉠과 F₂의 ㉡을 채우지 않고, 세 분자의 값이 서로 달라 합이 같을 리 없다고 짐작하기 쉽다.
ㄱ, ㄴ은 옳지만, O₂의 ㉠ = 12, F₂의 ㉡ = 2로 채우면 합이 모두 16이므로 옳은 ㄷ이 빠졌다.
④
함정 '공유하는 전자 수'와 '원자가 전자 수'를 같은 것으로 보아 N₂의 x를 6으로 생각하기 쉽다.
ㄴ, ㄷ은 옳지만, N 원자 2개의 원자가 전자 수 합이 10이므로 옳은 ㄱ이 빠졌다.
이 문항이 묻는 능력
원자가 전자 수로 공유 전자쌍 수를 추론해 표의 빈칸을 채우고, 전자 배치 모형에서 공유 전자 수를 세어 분자를 판별하는 능력
다음에 비슷한 문제를 만나면
각 원소의 원자가 전자 수 확인 → 옥텟을 채우기 위해 공유해야 하는 전자쌍 수(8 − 원자가 전자 수) 계산 → 표의 빈칸을 채운 뒤 모형의 공유 전자 수와 대조
다음 문항 · 13번
다음은 태양의 형성 과정을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은…
›
관련 개념
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.
원자가 전자원자의 전자 배치에서 가장 바깥 전자 껍질에 들어 있으며 화학 결합에 참여하는 전자이다. 같은 족 원소는 원자가 전자 수가 같아 화학적 성질이 비슷하며, 1·2족과 13~17족 원소의 원자가 전자 수는 족 번호의 끝자리와 같고 18족 원소는 0으로 본다.
공유 결합 원자가 전자 공유 전자쌍 2중 결합 옥텟 규칙