화학1 2단원 원자의 세계 기말고사 기출문제 풀이-4

화학1 기말고사 기출문제 풀이입니다. 기말고사 범위가 보통 2단원인 원자의 세계이죠? 학교마다 다를 수 있겠지만.. 그래서 2단원 학교 기출문제를 가지고 풀이를 하도록 하겠습니다. 참고로 풀이를 보면 답이 보이므로, 정답은 안 적어요^^

이온화 에너지

모고등학교 화학1 기출문제 참조

 

풀이과정

이온화에너지라는 것은 원자핵 주변에 전자 1개를 떼어내기 위한 최소의 에너지를 말하죠. 첫 번째 전자를 떼어낼 때 필요한 에너지를 제1 이온화 에너지라고 하죠. 두 번째 전자를 떼어내기 위한 에너지를 제2 이온화 에너지라고~~~ 이온화에너지가 갑자기 꺼지는 것을 가지고 바깥쪽에 몇 개의 전자가 있고, 몇 족의 원소인지 알 수 있답니다.

X는 제2 이온화 에너지에서 제 3이온화 에너지가 될 때 이온화에너지가 확연하게 증가했다는 것을 알 수 있죠. 이는 바깥쪽에 전자가 2개 있었는데, 2개를 떼어내고, 세 번째 전자는 안쪽에 있는 전자이면서 옥텟을 만족하는 전자인데, 이를 떼어내기 위해서는 많은 에너지를 필요하죠. 따라서 X는 2족 원소라는 것을 알 수 있습니다. (단, 2주기이기 때문에 가장 안쪽에는 전자가 2개밖에 못 들어가므로, 옥텟이라고 하지는 않죠.) 그럼 Y는 몇 족일까요? 바로 3족 원소입니다. 

2주기 원소 X와 Y이므로 원자번호는 Y가 크죠. 그러면 원자 반지름은 X가 조금 크고, X를 안정한 이온으로 만들기 위해서는 제1 이온화 에너지와 제2 이온화에너지를 합한 에너지를 주면 전자가 이동하므로 이온이 되겠죠?

2주기 3족 원소는 붕소이죠. 붕소의 전자배치는 1s2 2s2 2p1로 바닥상태에서 홀전자의 수는 1개이네요.

 

 

전자배치

모고등학교 화학1 기출문제 참조

 

풀이과정

3주기 원소 A, B이네요. 3주기 원소에는 나트륨, 마그네슘, 알루미늄, 규소, 인, 황, 염소, 아르곤이 있죠. 단, 18족 원소가 아니라고 했으니까, 아르곤 빼면 7개 원소만 남네요.

1. 원자 반지름은 A가 B보다 작다. 이것으로 원자번호는 A가 크다는 것을 알 수 있죠. 왜? 원자번호가 클수록 유효핵전하가 크기 때문에 원자 반지름은 작아요.

2. 홀전자 수는 A와 B가 같다. 3주기 원소의 홀전자수는 순서대로 나열하면 1,0, 1,2,3,2,1 이죠. 그럼, A와B가 될 수 있는 원소는 나트륨, 알루미늄, 염소 또는 규소와 황 이렇게 나눌 수 있네요.

3. 전자가 존재하는 오비탈 수는 A가 B의 1.5배이다. - 나트륨인 경우 전자가 존재하는 오비탈은 1s, 2s, 2p(px,py,pz), 3s로  총 6개이고, 알루미늄, 염소에 전자가 존재하는 오비탈은 총 9개 이에요. 그럼 B는 나트륨이고, A는 알루미늄이나 염소가 되겠네요. 규소와 황인 경우 전자가 존재하는 오비탈은 총 9개이므로 A와 B가 될 수 없습니다.

ㄱ. B는 나트륨이죠. 나트륨의 이온의 전자배치는 네온의 전자배치와 같아요.

ㄴ. 원자가 전자의 수는 A가 B보다 많다. 당연하죠. B는 나트륨이기 때문에 원자가 전자는 1개입니다. 

ㄷ. 이온 반지름은 A가 B보다 크다. B는 이온이 되면 전자껍질이 줄어들기 때문에 A보다 이온반지름이 작을 수밖에 없습니다. 

그럼 정답 찾을 수 있나요??

 

 

꾸준하게 2단원 문제 올리도록 하겠습니다.^^ 

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