④
㉠을 껍질 수로 두면 1주기에 2족·13족 원소가 생겨 모순 → ㉠ = 원자가 전자 수, ㉡ = 껍질 수(ㄱ 틀림) → Z는 3주기 2족으로 전자 12개(ㄴ 옳음), X·Y는 모두 1족(ㄷ 옳음) → 정답 ④.
핵심 개념
원자가 전자 수는 원소의 족을, 전자가 들어 있는 전자 껍질 수는 원소의 주기를 알려 주며, 같은 족 원소는 화학적 성질이 비슷하다.
단서 따라가기
㉠ 값이 X 1, Y 1이고 ㉡ 값이 X 2, Y 3㉠을 전자 껍질 수로 보면 X는 1주기 2족, Y는 1주기 13족이 되는데, 1주기에는 1족과 18족 원소만 있으므로 모순이다 → ㉠ = 원자가 전자 수, ㉡ = 전자 껍질 수 보기 ㄱ (틀림)
Z: ㉠(원자가 전자 수) 2, ㉡(껍질 수) 3Z는 3주기 2족 원소로 전자가 2, 8, 2개 배치되어 전자 수가 12이고, 원자의 양성자수는 전자 수와 같다 보기 ㄴ (옳음)
X: 원자가 전자 1, 껍질 2 / Y: 원자가 전자 1, 껍질 3X는 2주기 1족, Y는 3주기 1족으로 같은 족이며, 원자가 전자 수가 같아 화학적 성질이 비슷하다 보기 ㄷ (옳음)
정답 근거
㉠을 전자 껍질 수로 가정하면 X는 1주기 2족, Y는 1주기 13족이 되어 1주기에 1족과 18족만 있다는 사실과 맞지 않으므로 ㉠은 원자가 전자 수, ㉡은 전자 껍질 수이다. 보기 ㄴ: Z는 껍질 3개, 원자가 전자 2개인 3주기 2족 원소로 전자가 2, 8, 2개 배치되어 전자 수가 12이고, 원자에서 양성자수는 전자 수와 같으므로 양성자수는 12이다. 보기 ㄷ: X(2주기 1족)와 Y(3주기 1족)는 원자가 전자 수가 1로 같은 족이므로 화학적 성질이 비슷하다. 따라서 정답은 ④이다.
선지별로 왜 틀렸나
①
함정 표의 첫 행 값이 1, 1, 2로 작으니 전자 껍질 수일 것이라고 값의 크기만으로 짐작하기 쉽다.
ㄱ은 ㉠을 껍질 수로 두면 1주기에 2족·13족 원소가 생기는 모순이 나와 틀리고, 옳은 ㄴ, ㄷ이 빠졌다.
②
함정 주기가 달라 X와 Y의 전자 껍질 수가 다르니 화학적 성질도 다르다고 생각하기 쉽다.
ㄴ은 옳지만, 원자가 전자 수가 1로 같은 1족 원소 X, Y의 화학적 성질이 비슷하다는 옳은 ㄷ이 빠졌다.
③
함정 ㉠·㉡을 거꾸로 정한 채 Z의 전자 수를 2주기 13족처럼 계산해 12가 아니라고 판단하기 쉽다.
ㄷ은 옳지만, ㄱ은 ㉠이 원자가 전자 수라 틀리고, Z의 양성자수가 12라는 옳은 ㄴ이 빠졌다.
⑤
함정 ㄴ·ㄷ을 확인한 뒤 ㉠·㉡의 정체를 따로 검증하지 않고 ㄱ까지 옳다고 넘기기 쉽다.
ㄴ, ㄷ은 옳지만, ㄱ은 ㉠이 원자가 전자 수이므로 틀리다.
이 문항이 묻는 능력
원자가 전자 수와 전자 껍질 수의 조합을 가정·검증하여 원소의 주기와 족을 확정하고, 전자 배치와 화학적 성질로 연결하는 추론 능력
다음에 비슷한 문제를 만나면
㉠·㉡을 한쪽으로 가정해 주기와 족을 정함 → 주기율표에 없는 자리(1주기 2족 등)가 나오면 가정을 뒤집음 → 확정한 주기·족으로 전자 배치와 양성자수, 같은 족 여부 판단
다음 문항 · 11번
그림은 세포막을 통해 물질 ㉠과 ㉡이 확산하는 방향을 나타낸 것이다. ㉠과 ㉡은 이산화 탄소와 포도당을 순서…
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관련 개념
전자 배치원자 속 전자가 원자핵 주위의 전자 껍질에 들어가 있는 상태이다. 전자는 원자핵에 가까운 안쪽 껍질부터 채워지며, 원자 번호 20번까지의 원소에서 첫 번째 껍질에는 최대 2개, 두 번째 껍질에는 최대 8개, 세 번째 껍질에는 8개까지 들어간다.
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.
원자가 전자 전자 껍질 주기와 족 양성자수 주기율표