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정답전자 10개, 중성자 12개, 양성자 11개
핵심 개념
원자 표기법과 이온의 전자·중성자·양성자 수
원소 기호의 왼쪽 아래첨자는 원자번호(Z), 왼쪽 위첨자는 질량수(A)를 뜻합니다. 원자번호는 곧 양성자 수이고, 중성자 수는 질량수에서 원자번호를 뺀 값(A−Z)입니다. 중성 원자에서는 전자 수가 양성자 수와 같지만, 이온이 되면 잃거나 얻은 전자만큼 달라집니다. 양이온은 전자를 잃은 상태이므로 전자 수 = 양성자 수 − 전하수이고, 음이온은 그만큼 늘어납니다. 핵 안의 양성자·중성자 수는 이온이 되어도 전혀 변하지 않는다는 점이 이 문제의 핵심입니다.
선지별 해설
①양성자는 원자번호 그대로 11개, 중성자는 23−11=12개이며, Na⁺는 전자 1개를 잃어 10개(네온과 같은 전자 배치)입니다. 따라서 10, 12, 11로 순서까지 정확히 맞는 정답 선지입니다.
②전자 11개는 이온이 아닌 중성 Na 원자의 값입니다. Na는 3s 전자 1개를 잃고 +1가 이온이 되므로 전자 수는 10개가 되어야 하므로 틀렸습니다.
③중성자 수 자리에 질량수 23을 그대로 넣은 선지입니다. 중성자 수는 질량수에서 양성자 수를 뺀 12개이고, 전자도 10개여야 하므로 틀렸습니다.
④전자 12, 중성자 11, 양성자 10은 세 값이 모두 어긋납니다. 양성자 수는 원소를 결정하는 값이라 11로 고정되며 이온화로 바뀌지 않습니다.
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정답온도가 올라가면 표면장력이 증가한다는 설명(실제로는 감소)
핵심 개념
표면장력의 원리와 온도·용질의 영향
표면장력은 액체 표면의 분자가 안쪽 방향으로만 인력을 받아 표면적을 최소로 줄이려는 힘입니다. 물은 분자 사이 수소결합이 강해 표면장력이 매우 커서 20℃에서 약 72 dyne/cm에 이르고, 이 힘과 관벽에 대한 부착력이 균형을 이루면서 모세관 현상이 나타납니다. 온도가 올라가면 분자 운동이 활발해져 분자 간 인력이 약해지므로 표면장력은 감소하며, 임계온도에서는 0이 됩니다. 또 계면활성제처럼 표면에 흡착되는 오염물질의 농도가 높아져도 표면장력은 낮아집니다.