2028학년도 수능 예시문항 통합과학 14번 해설

핵심 개념

원자의 전자 배치에서 원자가 전자 수와 전자껍질 수를 알면 원소의 족과 주기를 정할 수 있고, 이로부터 이온의 형성과 화학 결합의 종류를 판단할 수 있다.

단서 따라가기

1. O: 원자가 전자 수 / 전자껍질 수 = 9a산소(원자 번호 8)는 전자 배치 2, 6으로 원자가 전자 6개, 전자껍질 2개 → 6 ÷ 2 = 3 = 9a → a = 1/3 a = 1/3
2. X = 6a = 2, Y = 3a = 1, Z = a = 1/3 (원자 번호 7~17)2주기(껍질 2개)이면 원자가 전자가 각각 4, 2, 2/3이 되어 원자 번호 범위(7~17)나 자연수 조건에 맞지 않는다. 3주기(껍질 3개)이면 원자가 전자 6, 3, 1 X = 황(S), Y = 알루미늄(Al), Z = 나트륨(Na)
3. <보기> ㄱ. Z는 전자 2개를 잃으면 네온(Ne)의 전자 배치를 갖는다.Na(2, 8, 1)은 원자가 전자 1개를 잃어 Na⁺이 될 때 Ne(2, 8)과 같은 배치가 된다 보기 ㄱ (틀림 — 1개를 잃어야 함)
4. <보기> ㄴ. XO₂는 공유 결합 화합물이다.SO₂는 비금속 원소인 황과 산소가 전자쌍을 공유하여 만든 화합물이다 보기 ㄴ (옳음)
5. <보기> ㄷ. Y와 산소(O)가 결합하여 형성된 안정한 화합물은 액체 상태에서 전기 전도성이 있다.금속 Al과 비금속 O는 Al³⁺과 O²⁻로 이온 결합하여 Al₂O₃을 만든다. 이온 결합 화합물은 고체에서는 전도성이 없지만 액체(용융) 상태에서는 이온이 움직여 전도성이 있다 보기 ㄷ (옳음)

정답 근거

산소는 원자가 전자 6개, 전자껍질 2개이므로 6 ÷ 2 = 3 = 9a에서 a = 1/3이다. X의 값은 6a = 2인데, 껍질 2개이면 원자가 전자 4개(탄소, 원자 번호 6)로 범위 밖이므로 껍질 3개, 원자가 전자 6개인 황(S)이다. Y의 값은 3a = 1인데, 껍질 2개이면 원자가 전자 2개(베릴륨, 원자 번호 4)로 범위 밖이므로 껍질 3개, 원자가 전자 3개인 알루미늄(Al)이다. Z의 값은 a = 1/3이므로 껍질 3개, 원자가 전자 1개인 나트륨(Na)이다. 보기 ㄴ: XO₂는 SO₂로, 비금속 원소끼리 전자쌍을 공유하는 공유 결합 화합물이므로 옳다. 보기 ㄷ: Y와 산소가 만드는 안정한 화합물은 Al³⁺과 O²⁻으로 이루어진 이온 결합 화합물 Al₂O₃이며, 액체 상태에서는 이온이 자유롭게 움직여 전기 전도성이 있으므로 옳다. 따라서 정답은 ④(ㄴ, ㄷ)이다.

선지별로 왜 틀렸나

이 문항이 묻는 능력

비율로 주어진 전자 배치 자료에서 기준 원소로 상수를 구하고 원자 번호 범위 조건을 써서 원소를 확정한 뒤, 결합의 종류와 화합물의 성질까지 연결하는 추론 능력

다음에 비슷한 문제를 만나면

이미 아는 원소(O)의 값으로 미지 상수 a부터 구하기 → 각 원소의 값을 전자껍질 수 2 또는 3으로 곱해 원자가 전자 수가 자연수이면서 원자 번호 조건에 맞는 경우만 고르기 → 원소 확정 후 금속·비금속 여부로 이온 형성과 결합 종류 판단