해설 보기
정답같은 주기에서 왼쪽에서 오른쪽으로 갈수록 유효 핵전하가 커져 원자 반지름이 작아진다는 설명이 옳습니다.
핵심 개념
주기율표의 주기적 성질 — 유효 핵전하, 원자 반지름, 이온화 에너지, 전기음성도
주기적 성질은 유효 핵전하(Zeff)와 전자껍질 수라는 두 축으로 정리하면 쉽습니다. 같은 주기에서 오른쪽으로 갈수록 양성자는 늘지만 같은 껍질에 전자가 채워져 가려막기 효과가 거의 커지지 않으므로 유효 핵전하가 증가하고, 그 결과 원자 반지름은 작아지고 이온화 에너지와 전기음성도는 커집니다. 반대로 같은 족에서 아래로 내려가면 핵전하도 커지지만 전자껍질이 늘어 최외각 전자가 핵에서 멀어지고 안쪽 전자의 가려막기가 커져, 원자 반지름은 커지고 이온화 에너지·전기음성도는 작아집니다. 또한 이온화 에너지는 '전자를 떼어내 양이온이 될 때' 필요한 에너지이고, 전자를 얻을 때 출입하는 에너지는 전자 친화도라는 점을 구분해야 합니다.
선지별 해설
①같은 주기에서는 전자가 같은 껍질에 채워지므로 가려막기 효과는 거의 그대로인 채 양성자 수만 늘어 유효 핵전하가 증가합니다. 핵이 최외각 전자를 더 강하게 당기므로 원자 반지름은 오른쪽으로 갈수록 작아집니다.
②이온화 에너지는 기체 상태의 중성 원자에서 전자를 '떼어내어' 양이온으로 만드는 데 필요한 에너지입니다. 전자를 얻어 음이온이 될 때 출입하는 에너지는 전자 친화도이므로 개념이 서로 뒤바뀐 설명입니다.
③같은 족에서 아래로 갈수록 핵전하는 커지지만 전자껍질 수가 늘어 최외각 전자가 핵에서 멀어지고 안쪽 전자의 가려막기도 커집니다. 따라서 최외각 전자를 떼기 쉬워져 이온화 에너지는 오히려 작아집니다.
④전기음성도가 원자가 결합 전자를 끌어당기는 상대적 세기라는 앞부분은 맞지만, 이 값이 클수록 전자를 잘 끌어와 음이온이 되기 쉽습니다. 양이온이 잘 되는 것은 전기음성도가 작은 금속 원소입니다.
해설 보기
정답중심 원자에 고립 전자쌍이 없고 결합쌍만 4개인 BF4^-, CH4, NH4^+가 사면체 구조입니다.
핵심 개념
VSEPR 모형 — 전자쌍 수와 고립 전자쌍으로 결정되는 분자 기하 구조
VSEPR(껍질 전자쌍 반발) 모형에서는 중심 원자 주위의 전자쌍(결합쌍 + 고립쌍)이 서로 최대한 멀어지도록 배치됩니다. 전자쌍 총수가 4개면 전자쌍 배열은 사면체이지만, 실제 '분자 기하 구조'는 고립쌍을 뺀 원자 배치로 판단합니다. 즉 결합쌍 4 + 고립쌍 0일 때만 사면체(정사면체)이고, 결합쌍 3 + 고립쌍 1은 삼각뿔, 결합쌍 2 + 고립쌍 2는 굽은형입니다. 전자쌍이 5개면 삼각쌍뿔 배열에서 고립쌍 1개가 생기면 시소형, 6개면 팔면체 배열에서 고립쌍 2개가 생기면 정사각 평면이 됩니다. 중심 원자의 전자쌍 수는 원자가 전자 수에 결합 원자 수와 이온 전하를 반영해 세면 됩니다.