①
W⁺(2, 8)은 Na, X⁻(2, 8, 8)은 Cl, YZ₃은 NH₃이므로 2주기 원소는 N 1가지(ㄱ 옳음), X⁻은 Ar과 같은 전자 배치(ㄴ 틀림), Cl₂ : N₂ 공유 전자쌍 = 1 : 3(ㄷ 틀림) → 정답 ①.
핵심 개념
원자는 전자를 잃거나 얻어 이온 결합을 하거나 전자쌍을 공유해 공유 결합을 하며, 이때 비활성 기체와 같은 전자 배치를 이룬다.
단서 따라가기
W⁺: 전자 껍질 2개, 전자 2, 8전자 1개를 잃어 10개가 되었으므로 W의 원자 번호는 11(나트륨, 3주기)이다 W = Na
X⁻: 전자 껍질 3개, 전자 2, 8, 8전자 1개를 얻어 18개가 되었으므로 X는 원자 번호 17인 염소(3주기)이고, X⁻은 아르곤(Ar)과 같은 전자 배치이다 X = Cl → 보기 ㄴ (틀림 — Ar과 같음)
YZ₃: Y(전자 껍질 2개)가 Z 3개와 전자쌍 1개씩 공유, Y에 공유하지 않은 전자쌍 1개Y는 원자가 전자 5개인 질소(2주기), Z는 전자 1개를 가진 수소(1주기) → YZ₃은 NH₃ Y = N, Z = H
<보기> ㄱ. W~Z 중 2주기 원소는 1가지Na·Cl은 3주기, N은 2주기, H는 1주기이므로 2주기 원소는 N뿐이다 보기 ㄱ (옳음)
<보기> ㄷ. 공유하는 전자쌍 수의 비 X₂ : Y₂ = 2 : 3Cl₂는 단일 결합(공유 전자쌍 1개), N₂는 3중 결합(공유 전자쌍 3개)이다 보기 ㄷ (틀림 — 1 : 3)
정답 근거
보기 ㄱ: W⁺의 전자 배치가 2, 8이므로 W는 전자 11개를 가진 나트륨(Na, 3주기)이고, X⁻의 전자 배치가 2, 8, 8이므로 X는 전자 17개를 가진 염소(Cl, 3주기)이다. YZ₃에서 Y는 Z 3개와 전자쌍을 하나씩 공유하고 공유하지 않은 전자쌍 1개를 가진 질소(N, 2주기)이며, Z는 수소(H, 1주기)이다. 따라서 W~Z 중 2주기 원소는 N 1가지이다. 옳은 것은 ㄱ뿐이므로 정답은 ①이다.
선지별로 왜 틀렸나
②
함정 X⁻의 안쪽 두 껍질(2, 8)만 보고 네온과 같다고 여기거나, 음이온이 되면 전자 껍질이 줄어든다고 착각하기 쉽다.
ㄴ은 X⁻의 전자 배치가 2, 8, 8로 아르곤(Ar)과 같아 틀리고, 옳은 ㄱ이 빠졌다.
③
함정 결합 모형에서 Cl₂의 공유 전자 2개를 전자쌍 2개로 잘못 세고, YZ₃에서 Y가 결합한 Z의 수 3을 N₂의 공유 전자쌍 수로 바로 옮기기 쉽다.
ㄱ은 옳지만, Cl₂의 공유 전자쌍은 1개, N₂는 3개로 비가 1 : 3이므로 ㄷ은 틀리다.
④
함정 W~Z를 모두 2주기 근처 원소로 짐작해 X⁻을 F⁻처럼 보고, 2주기 원소가 여러 개라고 여기기 쉽다.
ㄴ은 X⁻이 Ar과 같은 전자 배치여서, ㄷ은 비가 1 : 3이어서 틀리고, 2주기 원소가 N뿐이므로 옳은 ㄱ이 빠졌다.
⑤
함정 이온이 '비활성 기체와 같은 전자 배치'를 갖는다는 원리만 기억하고 어느 비활성 기체인지는 확인하지 않기 쉽다.
ㄱ은 옳지만, X⁻은 네온이 아닌 아르곤과 같은 전자 배치여서 ㄴ이, 공유 전자쌍 비가 1 : 3이어서 ㄷ이 틀리다.
이 문항이 묻는 능력
이온과 분자의 전자 배치 모형에서 원소를 찾아 주기를 판단하고, 비활성 기체의 전자 배치와 공유 전자쌍 수를 비교하는 능력
다음에 비슷한 문제를 만나면
이온 모형은 전하만큼 전자를 되돌려 원자의 전자 수(원자 번호) 구하기 → 공유 결합 모형은 공유 전자쌍 수로 원자가 전자 수 추론 → 전자 껍질 수로 주기 판단 → 같은 원소끼리 이룬 분자의 결합 수(단일·2중·3중)를 옥텟 규칙으로 계산
다음 문항 · 25번
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이온 결합 공유 결합 전자 배치 비활성 기체 공유 전자쌍