해설 보기
정답동위원소의 반지름은 중성자 수와 사실상 무관하므로 '중성자가 많을수록 크다'는 설명은 옳지 않습니다.
핵심 개념
원소의 주기성 — 유효 핵전하, 이온화 에너지, 반지름, 자기적 성질
주기성 문항은 유효 핵전하(Z_eff), 이온화 에너지, 원자·이온 반지름, 자기적 성질을 한꺼번에 묻습니다. Z_eff는 핵전하에서 안쪽 전자의 가리움 효과를 뺀 값이므로 같은 주기에서 오른쪽으로 갈수록 커집니다. 이온화 에너지도 큰 흐름은 오른쪽으로 갈수록 증가하지만, 완전히 채워진 s 부껍질(2족)이나 반만 채워진 p 부껍질(15족) 바로 다음 원소에서 예외가 나타납니다. 원자와 이온의 크기는 전자 배치와 유효 핵전하가 결정하며, 자기적 성질은 홀전자 유무로 판단해 홀전자가 있으면 상자성, 하나도 없으면 반자성입니다.
선지별 해설
①Na(원자번호 11)와 Mg(12)는 같은 3주기라 안쪽 가리움 전자 수가 같은데 핵전하는 Mg가 1만큼 큽니다. 따라서 최외각 전자가 느끼는 유효 핵전하는 Mg가 더 크므로 옳은 설명입니다.
②원자 반지름은 핵이 전자 구름을 얼마나 강하게 잡아당기는지로 결정되는데, 중성자는 전하가 없어 전자에 미치는 정전기적 영향이 사실상 없습니다. 그래서 같은 원소의 동위원소들은 반지름이 거의 같으며, 중성자가 많다고 커지지 않습니다.
③Mg는 3s²로 s 부껍질이 완전히 채워져 안정하지만 Al은 3s²3p¹이라 에너지가 높은 3p 전자 하나를 떼어냅니다. 그래서 1차 이온화 에너지는 Mg > Al로, 주기 경향의 대표적인 예외에 해당합니다.
④Al은 전자 3개를 잃어 Al³⁺이 되면 1s²2s²2p⁶인 Ne과 같은 배치가 됩니다. 모든 전자가 쌍을 이루어 홀전자가 없으므로 반자성이 맞습니다.
해설 보기
정답포도당 30.0 g은 1/6 mol이고 분자당 원자가 24개이므로 원자는 4 mol, 즉 4N_A개입니다.
핵심 개념
몰(mol) 개념을 이용한 원자 개수 계산
질량으로부터 입자 수를 구하는 기본 문항입니다. 순서는 (1) 화학식으로 분자량(몰질량)을 구하고, (2) 몰수 = 질량 ÷ 몰질량으로 분자의 몰수를 구한 뒤, (3) 분자 1개에 들어 있는 원자 개수를 곱해 원자의 몰수를 얻고, (4) 아보가드로수 N_A를 곱해 개수로 바꾸는 것입니다. 포도당 C₆H₁₂O₆의 분자량은 6×12.0 + 12×1.0 + 6×16.0 = 180이고, 분자 1개에는 6+12+6 = 24개의 원자가 들어 있다는 두 값이 계산의 핵심입니다.