2028학년도 수능 예시문항 통합과학 4번 해설

핵심 개념

지각의 대부분은 규소 1개와 산소 4개가 결합한 규산염 사면체를 기본 단위로 하는 규산염 광물이며, 규소에 불순물을 첨가해 전기적 성질을 조절한 것이 반도체이다.

단서 따라가기

1. 그림: 중심 원자 ⓑ 1개에 ⓐ 4개가 결합한 사면체규산염 사면체는 규소(Si) 1개를 중심으로 산소(O) 4개가 꼭짓점에 공유 결합한 구조이다 → ⓑ = 규소, ⓐ = 산소 ⓐ = 산소, ⓑ = 규소
2. X로만 이루어진 물질에 특정 불순물을 첨가하여 전기적 성질을 변화순수한 규소에 붕소·인 같은 불순물을 넣으면 전기 전도성이 커지므로 X는 규소이다(산소만으로는 기체 O₂가 됨) 보기 ㄱ (틀림 — X는 ⓑ)
3. 지각을 이루는 암석 대부분, 사면체 구조를 기본 단위체로 하는 ㉠ 광물규소와 산소로 된 규산염 사면체가 서로 연결된 광물은 규산염 광물이며 지각의 대부분을 차지한다 보기 ㄴ (옳음)
4. 불순물 첨가로 전기적 성질을 바꾼 ㉡ 소자, 태양 전지·스마트 기기에 활용도체와 절연체의 중간 전기적 성질을 가지며 불순물로 전도성을 조절하는 물질은 반도체이다 보기 ㄷ (옳음)

정답 근거

규산염 사면체는 규소 원자 1개를 중심으로 산소 원자 4개가 공유 결합한 구조이므로, 중심의 ⓑ가 규소, 꼭짓점의 ⓐ가 산소이다. 보기 ㄴ: 규소와 산소로 된 사면체를 기본 단위체로 하여 지각 암석의 대부분을 이루는 광물은 규산염 광물이므로 '규산염'은 ㉠에 해당한다. 보기 ㄷ: 순수한 규소(X)에 특정 불순물을 첨가하여 전기적 성질을 조절해 만든 소자는 반도체 소자로, 태양 전지·스마트 기기 등에 쓰이므로 '반도체'는 ㉡에 해당한다. 따라서 옳은 것은 ㄴ, ㄷ이고 정답은 ④이다. (ㄱ은 X가 규소인 ⓑ이므로 틀리다.)

선지별로 왜 틀렸나

이 문항이 묻는 능력

분자 모형의 원자 배치로 규산염 사면체의 구성 원소를 판별하고, 같은 원소가 지각 광물과 반도체 소재로 쓰이는 연결을 추론하는 능력

다음에 비슷한 문제를 만나면

사면체 모형에서 중심 원자와 꼭짓점 원자의 개수(1:4)를 보고 규소와 산소를 구분 → 글 속 '불순물 첨가·전기적 성질' 단서로 X가 어느 원자인지 결정 → 빈칸에 들어갈 광물·소자 이름을 교과 용어로 확인