고등 통합과학 공유 결합 예상문제

공유 결합
{유형 분석}
공유 결합 물질에서 공유 전자쌍과 비공유 전자쌍을 구분하고, 다중 결합의 존재를 파악할 수 있는지 확인하는 문항이다.
{자료 분석}
H₂O는 산소 원자와 두 수소 원자가 각각 단일 공유 결합을 이루며, 산소 원자에는 결합에 참여하지 않은 비공유 전자쌍이 2쌍 남아 있다. N₂는 두 질소 원자가 전자 3쌍을 공유하는 3중 결합으로 이루어져 있다. 두 물질 모두 비금속 원소 사이의 공유 결합 물질이다.
{정답 찾기}
ㄱ. 산소 원자가전자 6개 중 2개는 H와 공유 결합에 사용되고 4개(2쌍)는 비공유 전자쌍으로 남는다. (O)
ㄴ. N₂는 질소 원자 사이에 전자 3쌍을 공유하는 3중 결합이다. (O)
ㄷ. H₂O와 N₂는 모두 비금속 원소로만 이루어진 공유 결합 물질이며 이온 결합 물질이 아니다. (X)
{오답 피하기}
이온 결합은 금속과 비금속 원소 사이에서 전자가 완전히 이동할 때 형성되며, 두 분자 모두 비금속 원소로만 구성되어 있으므로 공유 결합임에 유의한다.

[최종 정답]
정답은 3번 「ㄱ, ㄴ」이다.

공유 결합
{유형 분석}
공유 결합의 형성 원리와 특징을 이해하고 있는지 확인하는 문항이다.
{자료 분석}
공유 결합은 비금속 원자들이 각각 전자를 내놓아 전자쌍을 공유함으로써 안정한 전자 배치를 이루는 결합이다.
{정답 찾기}
①비금속과 금속 사이는 주로 이온 결합이 형성된다.(X)
②원자들이 전자를 내놓아 공유함으로써 형성된다는 설명은 공유 결합의 정의와 일치한다.(O)
③전자를 완전히 잃거나 얻는 것은 이온 결합에 대한 설명이다.(X)
④공유 결합 물질은 대부분 전기 전도성이 없거나 작다.(X)
⑤금속 원소끼리 자유 전자를 공유하는 것은 금속 결합이다.(X)
{오답 피하기}
이온 결합(전자의 이동)과 공유 결합(전자쌍의 공유)의 형성 원리를 혼동하지 않도록 주의한다.

[최종 정답]
정답은 2번 「원자들이 각각 전자를 내놓아 서로 공유함으로써 형성된다.」이다.

공유 결합
{유형 분석}
이 문항은 여러 가지 분자에서 원자 사이에 형성되는 공유 결합의 특징(공유 전자쌍 수와 옥텟 규칙)을 이해하고 있는지 확인하는 문항이다.
{자료 분석}
A(${\mathrm{H}}_2$)는 공유 전자쌍 1개로 단일 결합, B(${\mathrm{O}}_2$)는 공유 전자쌍 2개로 2중 결합, C(${\mathrm{N}}_2$)는 공유 전자쌍 3개로 3중 결합을 형성한다. D($\mathrm{HCl}$)는 서로 다른 두 원자(H, Cl) 사이의 단일 결합이다.
{정답 찾기}
① A는 공유 전자쌍이 1개이므로 단일 결합이며 다중 결합이 아니다. (X)
② B는 공유 전자쌍이 2개이므로 2중 결합이다. 3개가 아니다. (X)
③ C는 3중 결합을 이루며, 각 질소 원자는 비공유 전자쌍 1개와 공유 전자쌍 3개로 총 8개의 전자를 가져 옥텟 규칙을 만족한다. (O)
④ D는 수소와 염소로 서로 다른 종류의 원자로 이루어져 있다. (X)
⑤ H, O, N, Cl은 모두 비금속 원소이다. (X)
{오답 피하기}
공유 전자쌍 수는 곧 결합의 차수(단일/2중/3중 결합)를 의미하므로 혼동하지 않도록 주의한다.

[최종 정답]
정답은 3번 「C는 두 질소 원자가 각각 옥텟 규칙을 만족한다.」이다.

물질과 규칙성 - 공유 결합
{유형 분석}
공유 결합의 형성 원리와 전자쌍 공유의 특징을 이해하는지 확인하는 문항이다.
{자료 분석}
$H_2$와 $HCl$은 비금속 원자들이 전자쌍을 공유하여 안정한 전자 배치를 만족하는 공유 결합 물질이다.
{정답 찾기}
ㄱ. $H_2$에서 두 H 원자는 전자쌍 1개를 공유하여 단일 결합을 형성한다. (O)
ㄴ. $HCl$에서는 전기음성도가 더 큰 Cl 원자 쪽으로 공유 전자쌍이 치우쳐 분포하므로 동등하게 분포하지 않는다. (X)
ㄷ. 공유 결합은 대체로 비금속 원소들 사이에서 형성된다. (O)
따라서 옳은 것은 ㄱ, ㄷ이므로 ④가 정답이다.
{오답 피하기}
공유 전자쌍이 항상 균등하게 분포한다고 착각하면 안 되며, 전기음성도 차이에 의해 극성 공유 결합이 나타날 수 있다.

[최종 정답]
정답은 4번 「ㄱ, ㄷ」이다.

물질과 규칙성 - 공유 결합
{유형 분석}
이 문항은 두 비금속 원자가 전자쌍을 공유하여 공유 결합을 형성하는 원리와, 공유 전자쌍이 두 원자핵 사이에 함께 존재한다는 사실을 이해하는지 확인한다.

{자료 분석}
${\mathrm{H}}_2$는 두 수소 원자가 전자 1개씩을 내놓아 만든 전자쌍 1개를 공유하여 He과 같은 전자 배치(전자 2개)를 이루고, ${\mathrm{F}}_2$는 두 플루오린 원자가 홀전자 1개씩을 내놓아 전자쌍을 공유하여 Ne과 같은 전자 배치(옥텟)를 이룬다.

{정답 찾기}
① 옳다. ${\mathrm{H}}_2$ 형성 과정에 대한 정확한 설명이다.
② 옳다. ${\mathrm{F}}_2$의 두 원자는 각각 홀전자를 내놓아 공유 전자쌍을 만든다.
③ 옳다. 두 물질 모두 비금속 원소로만 이루어져 있으므로 공유 결합 물질이다.
④ 옳지 않다. 공유 전자쌍은 두 원자핵에 동시에 작용하는 인력에 의해 두 원자 사이 공간에 위치하며, 어느 한쪽 원자에만 속하지 않는다. 이것이 바로 공유 결합의 핵심 원리이다.
⑤ 옳다. 공유 결합의 결과 각 원자는 옥텟 규칙을 만족하는 안정한 전자 배치를 갖게 된다.

{오답 피하기}
공유 결합은 전자를 완전히 주고받는 이온 결합과 달리, 전자쌍을 두 원자가 함께 차지하며 결합을 형성한다는 점을 혼동하지 않아야 한다.

[최종 정답]
정답은 4번 「${\mathrm{H}}_2$ 분자에서 공유 전자쌍은 어느 한쪽 원자에만 완전히 귀속되어 존재한다.」이다.

물질과 규칙성 - 공유 결합
{유형 분석}
화학 결합 중 공유 결합이 형성되는 원리와 그 성질을 옳게 이해하고 있는지 확인하는 문항이다.
{자료 분석}
공유 결합은 비금속 원소 원자들이 각각 전자를 내놓아 만든 전자쌍을 공유함으로써 옥텟 규칙(또는 듀엣 규칙)을 만족하는 안정한 전자 배치를 이루는 결합이다.
{정답 찾기}
① 원자가 전자를 서로 공유하여 비활성 기체와 같은 안정한 전자 배치(옥텟 규칙)를 이루려는 경향에 의해 공유 결합이 형성된다. (O)
② 공유 결합은 주로 비금속 원소와 비금속 원소 사이에서 형성된다. 금속과 비금속 사이는 주로 이온 결합이 형성된다. (X)
③ 전기 음성도 차이가 커서 전자가 완전히 이동하는 것은 이온 결합에 대한 설명이다. (X)
④ 자유 전자에 의한 결합과 전기 전도성은 금속 결합의 특징이다. (X)
⑤ 공유 결합 물질은 대부분 전기적으로 중성인 분자로 존재하여 전기 전도성이 없는 경우가 많다. (X)
{오답 피하기}
이온 결합, 금속 결합, 공유 결합의 형성 원리와 대표적 성질을 서로 명확히 구분해 두어야 한다.

[최종 정답]
정답은 1번 「원자가 전자를 서로 공유하여 비활성 기체와 같은 안정한 전자 배치를 이루려는 경향에 의해 형성된다.」이다.

공유 결합
{유형 분석}
이 문항은 공유 결합의 형성 원리와 전기 음성도 차이에 따른 공유 전자쌍의 치우침을 이해하는지 확인한다.
{자료 분석}
$H_2$는 같은 원자끼리 전자쌍을 공유하므로 전자쌍이 양쪽에 균등하게 분포하는 무극성 공유 결합이고, HF는 서로 다른 원자가 전자쌍을 공유하므로 전기 음성도가 큰 F 쪽으로 전자쌍이 치우치는 극성 공유 결합이다.
{정답 찾기}
① H2에서 두 원자핵은 같은 종류이므로 전자쌍은 양쪽에 균등하게 분포한다.(X)
② HF는 전자를 완전히 주고받는 이온 결합이 아니라 전자쌍을 공유하는 공유 결합이다.(X)
③ F이 H보다 전기 음성도가 크므로 공유 전자쌍이 F 쪽으로 치우친다.(O)
④ H2를 구성하는 두 원자는 모두 수소로 같은 원소이다.(X)
⑤ 공유 결합 후 F 원자 주위에는 공유 전자쌍 1개와 비공유 전자쌍 3개, 총 8개의 전자가 존재하여 옥텟 규칙을 만족한다.(X)
{오답 피하기}
공유 결합에서도 원자 종류가 다르면 전기 음성도 차이로 전자쌍이 한쪽으로 치우칠 수 있다는 점(극성 공유 결합)에 유의한다.

[최종 정답]
정답은 3번 「HF 분자에서 공유 전자쌍은 전기 음성도가 더 큰 F 원자 쪽으로 치우쳐 분포한다.」이다.

공유 결합
{유형 분석}
이 문항은 비금속 원소 사이에서 전자쌍을 공유하여 형성되는 공유 결합의 원리와 그 예를 이해하고 있는지를 확인하는 문항이다.
{자료 분석}
수소 원자는 원자가 전자가 1개이므로 두 수소 원자가 전자쌍 1개(단일 결합)를 공유하여 H2 분자를 형성한다. 산소 원자는 원자가 전자가 6개이므로 옥텟 규칙을 만족하기 위해 두 산소 원자가 전자쌍 2개(이중 결합)를 공유하여 O2 분자를 형성한다. 공유 결합 물질은 분자의 종류에 따라 상온에서 기체(H2, O2, CO2 등), 액체(물 등), 고체(설탕, 다이아몬드 등) 등 다양한 상태로 존재한다.
{정답 찾기}
ㄱ. 수소 분자는 전자쌍 1개를 공유하여 형성되므로 옳다. (O)
ㄴ. 산소 분자는 전자쌍 2개를 공유하여 형성되므로 옳다. (O)
ㄷ. H2, O2와 같은 공유 결합 물질은 상온에서 기체 상태로 존재하므로 '모두 액체 상태'라는 설명은 옳지 않다. (X)
{오답 피하기}
공유 결합 물질의 상온 상태는 물질마다 다르며, 결합의 종류(공유 결합)만으로 물질의 상태(고체·액체·기체)가 결정되는 것이 아님에 유의한다.

[최종 정답]
정답은 1번 「ㄱ, ㄴ」이다.