고등 통합과학 원자가 전자 수와 화학적 성질 예상문제

원자가 전자 수와 화학적 성질
{유형 분석}
전자 배치로부터 원자가 전자 수를 파악하고, 이를 통해 원소의 화학적 성질을 예측하는 문항이다.
{자료 분석}
Na은 최외각(M껍질)에 전자 1개가 있어 원자가 전자가 1개이며 전자를 잃어 Na+ 양이온이 되기 쉽다. Cl은 최외각에 전자 7개가 있어 전자 1개를 얻어 Cl- 음이온이 되기 쉽다. Ne은 K, L껍질이 모두 채워진 안정한 전자 배치를 가져 다른 원자와 결합을 잘 형성하지 않는다.
{정답 찾기}
ㄱ. Na의 원자가 전자 수는 1개이다.(O)
ㄴ. Cl은 전자를 얻어서 음이온이 되는 것이지, 잃어서 되는 것이 아니다.(X)
ㄷ. Ne은 안정한 전자 배치로 인해 반응성이 매우 작다.(O)
{오답 피하기}
음이온이 되는 원소는 전자를 '얻는' 것이고, 양이온이 되는 원소는 전자를 '잃는' 것임을 혼동하지 않도록 한다.

[최종 정답]
정답은 1번 「ㄱ, ㄷ」이다.

원자가 전자 수와 화학적 성질
{유형 분석}
전자 배치로부터 원자가 전자 수를 파악하고 이를 통해 원소의 화학적 성질을 예측할 수 있는지 확인하는 문항이다.
{자료 분석}
A(2,8,1)는 원자가 전자가 1개로 나트륨과 같은 1족 금속 원소의 전자 배치이며 전자를 잃고 양이온이 되기 쉽다. B(2,8,7)는 원자가 전자가 7개로 염소와 같은 17족 원소의 전자 배치이며 전자를 얻어 음이온이 되기 쉽다. C(2,8,8)는 아르곤과 같이 최외각 전자 껍질이 모두 채워진 안정한 전자 배치를 가져 반응성이 매우 낮다.
{정답 찾기}
① A의 원자가 전자 수는 1이다. (X)
② B는 전자를 얻어 음이온이 되기 쉽다. (X)
③ A는 1족, B는 17족으로 서로 다른 족이다. (X)
④ C는 옥텟을 만족하는 안정한 전자 배치를 가져 화학 결합을 잘 형성하지 않는다. (O)
⑤ B의 원자가 전자 수는 7이다. (X)
정답은 ④이다.

[최종 정답]
정답은 4번 「C는 다른 원소와 반응하여 화학 결합을 잘 형성하지 않는 안정한 원소이다.」이다.

물질과 규칙성 - 원자가 전자 수와 화학적 성질
{유형 분석}
전자 배치로부터 원자가 전자 수를 파악하고, 이를 바탕으로 원소의 화학적 성질(이온이 되는 경향)을 추론하는 문항이다.
{자료 분석}
표에서 X는 전자 배치가 2, 8, 1로 원자가 전자 수가 1인 원소(나트륨 Na)이고, Y는 2, 8, 2로 원자가 전자 수가 2인 원소(마그네슘 Mg)이며, Z는 2, 8, 7로 원자가 전자 수가 7인 원소(염소 Cl)이다.
{정답 찾기}
ㄱ. X는 가장 바깥 전자 껍질에 전자가 1개 있으므로 원자가 전자 수는 1이다. (O)
ㄴ. Y는 원자가 전자 2개를 모두 잃어 Ne과 같은 전자 배치의 2가 양이온이 되기 쉽다. (O)
ㄷ. Z는 원자가 전자가 7개로, 전자 1개를 얻어 Ar과 같은 전자 배치의 음이온이 되기 쉬우므로 "전자를 잃어 양이온이 되기 쉽다"는 옳지 않다. (X)
{오답 피하기}
원자가 전자 수가 1~3인 금속 원소는 양이온이, 5~7인 비금속 원소는 음이온이 되기 쉽다는 경향을 함께 기억한다.

[최종 정답]
정답은 4번 「ㄱ, ㄴ」이다.

원자가 전자 수와 화학적 성질
{유형 분석}
전자 껍질별 전자 배치로부터 원자가 전자 수를 파악하고, 이를 바탕으로 원소의 이온화 경향, 화합물의 화학식, 반응성을 추론할 수 있는지 평가한다.
{자료 분석}
W(K2, L8, M1)는 원자가 전자가 1개로 전자를 잃고 +1가 양이온이 되기 쉬운 원소(나트륨)이고, X(K2, L8, M7)는 원자가 전자가 7개로 전자를 얻어 -1가 음이온이 되기 쉬운 원소(염소)이다. Y(K2, L6)는 원자가 전자가 6개로 전자 2개를 얻어 -2가 음이온이 되기 쉬운 원소(산소)이며, Z(K2, L8, M8)는 원자가 전자가 8개로 옥텟을 만족하는 매우 안정한 원소(아르곤)이다.
{정답 찾기}
ㄱ. W(+1가)와 Y(-2가)가 결합하면 전하의 총합이 0이 되도록 W 2개와 Y 1개가 결합한 W${}_2$Y 형태의 이온 결합 화합물이 생성될 수 있으므로 옳다. (O)
ㄴ. X는 전자 1개를 얻어 -1가 음이온이 되기 쉬우므로 옳다. (O)
ㄷ. Z는 원자가 전자 8개로 옥텟을 만족해 매우 안정하므로 반응성이 매우 낮다. 따라서 반응성이 크다는 설명은 옳지 않다. (X)
{오답 피하기}
이온 결합 화합물의 화학식은 양이온과 음이온의 전하량 총합이 0이 되도록 원자 수의 비를 맞춰 정한다는 원리를 적용해야 한다.

[최종 정답]
정답은 3번 「ㄱ, ㄴ」이다.

원자가 전자 수와 화학적 성질
{유형 분석}
원자가 전자 수를 통해 원소를 추론하고 화학적 성질을 판단하는 문항이다.
{자료 분석}
원자가 전자 수가 7인 A는 F, 0인 B는 Ne, 1인 C는 Na, 2인 D는 Mg이다. F은 전자 1개를 얻어 ${\text{F}}^{-}$가 되기 쉬운 비금속 원소이고, Na은 전자 1개를 잃어 ${\text{Na}}^{+}$가 되기 쉬운 금속 원소이다.
{정답 찾기}
① A(F)는 전자를 얻어 음이온이 되기 쉽다. (X)
② B(Ne)는 비활성 기체로 화합물을 거의 형성하지 않는다. (X)
③ C(Na), D(Mg)는 모두 금속 원소이다. (X)
④ C(Na)는 전자를 잃어 양이온이 되기 쉽다. (X)
⑤ A(F)는 전자를 얻어 ${\text{F}}^{-}$, C(Na)는 전자를 잃어 ${\text{Na}}^{+}$이 되어 정전기적 인력으로 이온 결합 화합물 NaF를 형성한다. (O)

[최종 정답]
정답은 5번 「A와 C가 화학 결합을 형성하면 이온 결합 화합물이 된다.」이다.

원자가 전자 수와 화학적 성질
{유형 분석}
이 문항은 원자의 전자 배치를 통해 원자가 전자 수를 파악하고, 이를 바탕으로 원자가 이온이 되는 경향성 및 화학 결합의 종류를 이해하고 있는지를 확인하는 문항이다.
{자료 분석}
Na 원자는 전자 배치가 2, 8, 1로 가장 바깥 전자 껍질에 전자가 1개 있으므로 원자가 전자 수는 1이다. Cl 원자는 전자 배치가 2, 8, 7로 가장 바깥 전자 껍질에 전자가 7개 있으므로, 전자 1개를 얻으면 2, 8, 8의 배치가 되어 Ar과 같은 안정한 전자 배치(옥텟 규칙)를 만족하게 된다. Na과 Cl는 전자를 잃고 얻는 방식으로 이온을 형성하여 이온 결합을 이룬다.
{정답 찾기}
ㄱ. Na의 가장 바깥 전자 껍질에 전자가 1개 있으므로 원자가 전자 수는 1이며 옳다. (O)
ㄴ. Cl는 전자 1개를 얻어 Ar과 같은 전자 배치를 이루어 안정해지므로 옳다. (O)
ㄷ. Na과 Cl는 전자쌍을 공유하는 것이 아니라 전자를 완전히 주고받아 이온 결합을 형성하므로 옳지 않다. (X)
{오답 피하기}
금속 원소(Na)와 비금속 원소(Cl) 사이의 결합은 전자의 이동에 의한 이온 결합이며, 전자쌍의 공유에 의한 공유 결합과 구분해야 한다.

[최종 정답]
정답은 5번 「ㄱ, ㄴ」이다.

원자가 전자 수와 화학적 성질
{유형 분석}
원자가 전자 수에 따른 원소의 화학적 성질(이온이 되는 경향, 공유 결합 형성 가능성)의 차이를 이해하는지 확인하는 문항이다.

{자료 분석}
W(원자가 전자 1개)는 전자를 잃고 +1가 양이온이 되기 쉽다. Y(원자가 전자 6개)는 전자 2개를 얻어야 옥텟을 만족하고, Z(원자가 전자 7개)는 전자 1개만 얻으면 옥텟을 만족하므로 Z가 Y보다 음이온이 되기 더 쉽다. Y와 Z는 모두 비금속 원소로 전자쌍을 공유하여 공유 결합을 형성할 수 있다.

{정답 찾기}
ㄱ. W는 전자 1개를 잃고 안정한 양이온이 되기 쉽다. (O)
ㄴ. Z(7개)는 전자 1개만 얻으면 되므로 Y(6개)보다 음이온이 되기 쉽다. 따라서 'Y보다 어렵다'는 서술은 틀렸다. (X)
ㄷ. 비금속 원소인 Y와 Z는 전자쌍을 공유하여 공유 결합을 형성할 수 있다. (O)

{오답 피하기}
원자가 전자 수가 8에 가까울수록(할로젠처럼 7개) 음이온이 되기 더 쉽다는 경향을 반대로 착각하지 않도록 한다.

[최종 정답]
정답은 4번 「ㄱ, ㄷ」이다.