화학1 2단원 원자의 세계 기말고사 기출문제 -6
며칠 전 대통령의 수능발언으로 인하여 학생과 학부모님들 많이 황당하게 만들었는데... 대통령의 말 한마디가 엄청난 파장을 일으키고 있다는 것.... 그냥 어이가 없네요~~
그래도 시험은 다가옵니다. 우리는 우리의 일을 먼저 합시다~~
화학1 2단원 원자의 세계 기출문제 5번째 시간입니다.
문제풀이를 적기 때문에 따로 답은 안 적습니다. 풀이를 꼼꼼하게 읽으면 답이 보여요~~
오비탈
문제풀이
질소원자는 원자번호가 7번이죠. 그런 전자배치는 1s2 2s2 2p3이네요.
주양자수는 전자껍질이라고 보시면 되니까, 주양자수(n)이 1은 1s, n이 2는 2s, 2p이죠. 부 양자수(l)는 0부터 n-1까지 이므로, s는 부 양자수가 0, p는 부 양자수가 1이죠. 그럼 ㄱ, ㄴ는 해결이 되죠?
2p에 들어갈 수 있는 오비탈은 2px, 2py, 2pz 이렇게 세 오비탈이 있는데, 훈트 규칙에 의해서 오비탈에 전자를 채울 때는 홀전자를 먼저 채우고 전자쌍을 채우기 때문에 2p3이라고 하면 2px, 2py, 2pz에 각각 전자는 1개씩 들어가네요~
그럼 ㄷ도 해결이 되네요^^
오비탈
문제풀이
원자 A의 2가지 오비탈 가)와 나)에 대한 설명이네요. 자료를 보면 가와 나는 모두 n + l =4 이다. 여기서 n는 주 양자수이고, l는 부 양자수이죠. 주 양자수와 부 양자수를 더해서 4가 되려면 주 양자수가 1,2, 3, 4, 부 양자수는 0. 1.2.3까지 가능하죠.
주 양자수가 1이면 부 양자수는 3이 되어야 하는데, 그런 오비탈은 없죠. 왜? 주 양자수가 1이면 1s만 가능하니까요~
주 양자수가 2이면 부 양자수는 2이어야 하죠. 부 양자수는 0부터 (주 양자수 -1)까지 가능합니다. 주 양자수가 2이면 부 양자수는 0부터 1까지만 가능하니까, 땡 그럼 주 양자수는 3과 4만 가능하고, 주 양자수가 3일 때 부 양자수는 1이고, 주 양자수가 4이면 부 양자수는 0이 되네요. 그때 가능한 오비탈은 3p와 4s만 가능합니다. 주 양자수가 가)가 나) 보다 작다고 하므로 가)는 3p 오비탈이고, 나)는 4s 오비탈이네요. 그럼 답 찾아보세요^^
전자배치
문제풀이
원자에서 전자를 오비탈에 채울 때 세 가지 규칙이 있죠. 쌓음의 원리, 훈트규칙, 파울리 배타 원리으로 이 세 가지 규칙을 벗어나면 안 됩니다. 쌓음의 원리는 전자를 채울 때는 에너지가 낮음 순서부터 채우는 것이죠. 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d... 이런 순서로~~~ 훈트 규칙을 오비탈에 전자를 채울 때는 홀전자로 먼저 채우고 나서 전자쌍을 채우는 것입니다. 그리고 파울리 배타원리는 양자수가 4가지 있죠. 주 양자수, 부(방위) 양자수, 자기 양자수, 스핀 양자수 이 중에서 스핀 양자수를 제외한 나머지는 같을 수 있지만, 스핀 양자수는 반드시 달라야 한다는 것.
A ~ D 의 전자 배치 중 세 가지 규칙을 정확히 지킨 것은 A와 D 이죠. B는 쌓음의 원리 위배, C는 파울리 배타 원리 위배이네요. B 원자는 바닥상태라기보다는 들뜬상태이죠.
하나씩 보면 A의 원자가 전자는 가장 바깥쪽의 전자이므로 3개가 아니고 5개입니다. 파울리 배타 원리를 만족한 전자 배치는 B빼고 다 가능합니다.
그럼 정답은 찾아보세요^^
이온화에너지 예외
문제풀이
이온화에너지를 원자가 가지고 있는 가장 바깥쪽에 전자 1개를 떼어낼 때 필요한 에너지를 말합니다. 일반적으로 같은 족에서는 원자번호가 작을수록 크고, 같은 주기에서는 원자번호가 클수록 크죠. 단 예외가 있습니다. 2족과 13족, 15족과 16족인 경우에 2족보다는 13족에 해당하는 원자의 이온화 에너지가 커야 하는데, 2족이 더 크고, 15족도 16족보다 이온화 에너지가 큽니다. 왜 그럴까요??
2족과 13족인 경우 2족은 2s오비탈에 전자가 2개 13족은 2p 오비탈에 1개 있죠? 2s 오비탈과 2p 오비탈을 비교하면 에너지 준위는 2p 오비탈이 낮기 때문에 2s 오비탈에 전자 1개를 떼어내는 데 필요한 에너지가 2p보다 크기 때문에 이온화 에너지는 2족이 13족에 비해서 크죠.
15족과 16족은 전자가 들어가는 오비탈은 같은데요, 15족은 2p 오비탈에 전자가 3개 있고, 16족은 2p 오비탈에 전자가 4개 있죠. 근데 p오비탈에는 px, py, pz에 있고, 각각의 한 오비탈에 최대 2개씩만 들어갈 수 있습니다. 그럼 16족는 한 오비탈에 전자가 2개가 들어가므로 전자쌍이 존재하죠. 그럼 전자 1개를 떼어낼 때 이 전자쌍의 반발력으로 15족보다 쉽게 전자를 떼어낼 수 있어서 15족이 16족에 비해 이온화 에너지가 큰 편입니다.
이상 화학1 기출문제를 풀어봤습니다^^
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