①
X²⁺·Y²⁻의 전자 수 10개로 X = Mg(원자가 전자 2), Y = O(원자가 전자 6)라 ㄱ 옳음, Z₂Y(H₂O)에서 Z(H)는 He와 같은 배치라 ㄴ 틀림, O₂는 전자쌍 2개를 공유해 ㄷ 틀림 → 정답 ①.
핵심 개념
금속 원소와 비금속 원소는 전자를 주고받아 이온 결합을, 비금속 원소끼리는 전자쌍을 공유하여 공유 결합을 형성해 비활성 기체와 같은 전자 배치를 이룬다.
단서 따라가기
X²⁺: 전자 10개(2, 8), 전하 2+전자 2개를 잃어 2+가 되었으므로 X 원자는 전자 12개인 Mg이고 원자가 전자 수는 2이다 X = Mg
Y²⁻: 전자 10개(2, 8), 전하 2−전자 2개를 얻어 2−가 되었으므로 Y 원자는 전자 8개인 O이고 원자가 전자 수는 6이다 → 원자가 전자 수 X(2) < Y(6) 보기 ㄱ (옳음)
Z₂Y에서 Z는 전자껍질 1개, Y와 전자쌍 1개를 공유Z는 H이고, 공유 전자쌍을 포함해 첫 번째 껍질에 전자 2개를 채워 헬륨(He)과 같은 전자 배치를 이룬다 보기 ㄴ (틀림 — He와 같음)
Y(O) 원자의 원자가 전자 6개Y가 비활성 기체와 같은 전자 배치(바깥 껍질 8개)를 이루려면 전자 2개가 더 필요하므로, Y₂에서는 전자쌍 2개를 공유한다 보기 ㄷ (틀림 — 2쌍 공유)
정답 근거
보기 ㄱ: X²⁺와 Y²⁻은 모두 전자 10개를 가진다. X는 전자 2개를 잃었으므로 원자 상태의 전자가 12개인 마그네슘(Mg)이고 원자가 전자 수는 2이다. Y는 전자 2개를 얻었으므로 원자 상태의 전자가 8개인 산소(O)이고 원자가 전자 수는 6이다. 따라서 원자가 전자 수는 X(2)가 Y(6)보다 작다. 옳은 것은 ㄱ뿐이므로 정답은 ①이다. (ㄴ은 Z₂Y(H₂O)에서 Z(H)의 전자 배치가 헬륨(He)과 같아 틀리고, ㄷ은 Y₂(O₂)에서 공유하는 전자쌍이 2개라 틀리다.)
선지별로 왜 틀렸나
②
함정 모형에서 Y(O)가 네온(Ne)과 같은 전자 배치를 이루는 것을 보고, 결합한 Z도 똑같이 네온과 같아진다고 생각하기 쉽다.
ㄴ은 Z(H)의 전자 배치가 헬륨(He)과 같아 틀리고, 옳은 ㄱ이 빠졌다.
③
함정 Z₂Y에서 Y가 Z와 '한 쌍씩' 전자를 공유하는 모습을 그대로 옮겨, Y끼리도 전자 한 쌍만 공유하면 된다고 판단하기 쉽다.
ㄱ은 옳지만, ㄷ은 Y(O) 원자가 전자 2개가 더 필요해 Y₂에서 전자쌍 2개를 공유하므로 틀리다.
④
함정 이온의 전하 크기(2+, 2−)가 같으니 원자가 전자 수도 같거나, 전자를 잃는 X가 더 많다고 착각해 ㄱ을 빼기 쉽다.
ㄴ은 Z가 He와 같은 배치라 틀리고, ㄷ은 Y₂에서 전자쌍 2개를 공유해 틀리며, 옳은 ㄱ이 빠졌다.
⑤
함정 화학 결합을 하면 모든 원자가 '바깥 껍질 8개'를 채운다고 일반화해 H도 네온과 같아지고 Y₂도 한 쌍 공유로 충분하다고 여기기 쉽다.
ㄱ은 옳지만, ㄴ은 Z(H)가 헬륨과 같은 배치라 틀리고, ㄷ은 Y₂에서 전자쌍 2개를 공유해 틀리다.
이 문항이 묻는 능력
화학 결합 모형에서 이온의 전하와 전자 수로 원소를 찾고, 이온 결합·공유 결합에서 비활성 기체 배치를 이루는 방식을 적용하는 능력
다음에 비슷한 문제를 만나면
이온 모형의 전자 수와 전하로 원자의 전자 수를 거꾸로 구해 원소 결정 → 원자가 전자 수 비교 → 공유 결합에서는 비활성 기체 배치를 이루는 데 필요한 전자 수로 공유 전자쌍 수 판단
다음 문항 · 8번
다음은 원자의 전자 배치에 대한 수업 활동의 일부이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대…
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관련 개념
이온 결합금속 원소가 전자를 잃어 생긴 양이온과 비금속 원소가 전자를 얻어 생긴 음이온 사이의 정전기적 인력으로 형성되는 화학 결합이다. 염화 나트륨(소금)이 대표적이며, 양이온과 음이온은 전체 전하의 합이 0이 되는 개수비로 결합한다.
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.
이온 결합 공유 결합 원자가 전자 비활성 기체의 전자 배치