위험물산업기사 원자의 구조와 원소의 주기율 핵심정리

동소체는 한 가지 원소로만 이루어졌지만 원자 배열이 달라 성질이 다른 물질입니다. 적린(제2류)과 황린(제3류)은 모두 인(P)으로 되어 있지만 위험성과 저장 방법이 다릅니다. 연소하면 둘 다 오산화인이 생기는 것으로 동소체임을 확인할 수 있습니다.

틀린 선지

• 수소와 중수소: 수소와 중수소는 질량수만 다른 동위원소입니다.
• 에탄올과 다이메틸에터: 분자식(C₂H₆O)이 같고 구조가 다른 이성질체입니다.
• 메테인과 에테인: 같은 일반식을 가진 동족체입니다.

원자번호는 원자핵에 들어 있는 양성자의 수입니다. 전기를 띠지 않은 원자에서는 전자 수도 양성자 수와 같습니다. 양성자 수와 중성자 수를 더한 값은 질량수라고 부릅니다.

틀린 선지

• 원자핵 속 중성자의 수: 중성자 수는 같은 원소라도 다를 수 있어(동위원소) 원자번호가 되지 못합니다.
• 양성자 수와 중성자 수의 합: 이것은 질량수입니다.
• 전자껍질의 수: 전자껍질의 수는 주기율표의 주기 번호와 관련이 있습니다.

양성자 수(원자번호)는 같고 중성자 수가 달라 질량수만 다른 원자를 동위원소라고 합니다. 수소(¹H)와 중수소(²H)가 대표적인 예이며, 화학적 성질은 거의 같습니다.

틀린 선지

• 동소체: 동소체는 같은 원소로 이루어졌지만 성질이 다른 물질입니다(예: 적린과 황린).
• 이성질체: 이성질체는 분자식은 같지만 구조가 다른 화합물입니다.
• 동족체: 동족체는 같은 일반식을 가지며 CH₂ 만큼씩 차이 나는 화합물 무리입니다.

질량수는 양성자 수와 중성자 수의 합이므로 원자번호(양성자 수)를 빼면 중성자 수가 나옵니다.

1. 중성자 수 = 23 − 11 = 12
2. 검산: 양성자 11 + 중성자 12 = 23 으로 질량수와 같습니다.

틀린 선지

• 11: 11은 양성자 수(원자번호)입니다.
• 23: 23은 질량수입니다. 양성자 수를 빼야 중성자 수가 됩니다.
• 34: 질량수와 원자번호를 더한 값으로 의미가 없습니다.

같은 족의 알칼리금속은 아래로 갈수록 원자가 커져 가장 바깥 전자를 쉽게 내놓습니다. 그래서 리튬 < 나트륨 < 칼륨 순서로 물과의 반응이 격렬해집니다.

틀린 선지

• 나트륨(Na): 나트륨도 물과 격렬히 반응하지만 같은 족에서 아래에 있는 칼륨이 더 격렬합니다.
• 리튬(Li): 리튬은 셋 가운데 가장 위에 있어 반응이 가장 약합니다.
• 셋 모두 같다: 같은 족이라도 원자번호가 커질수록 반응성이 커집니다.

염소의 전자 17개는 안쪽부터 2개, 8개, 7개로 채워집니다.

1. K껍질 2 + L껍질 8 + M껍질 7 = 17
2. 가장 바깥(M껍질) 전자는 7개입니다.

그래서 염소는 전자 1개를 받아 Cl⁻ 이온이 되기 쉽습니다.

틀린 선지

• 8개: 8개는 비활성 기체(아르곤 등)처럼 안정한 상태의 전자 수입니다. 염소는 하나가 모자라 전자 1개를 받으려 합니다.
• 1개: 최외각 전자가 1개인 것은 나트륨 같은 알칼리금속입니다.
• 17개: 17개는 전체 전자 수입니다.

같은 주기에서는 전자껍질 수가 같은데 원자핵의 양성자 수가 늘어납니다. 그래서 핵이 전자를 더 강하게 끌어당겨 원자 반지름은 작아지고, 전자를 떼어 내는 데 드는 에너지(이온화에너지)는 대체로 커집니다.

틀린 선지

• 원자 반지름이 커진다: 같은 주기에서는 양성자가 늘어 전자를 더 세게 끌어당기므로 반지름이 작아집니다.
• 금속성이 강해진다: 오른쪽으로 갈수록 비금속성이 강해집니다.
• 이온화에너지가 작아진다: 오른쪽으로 갈수록 전자를 떼어 내기 어려워져 이온화에너지는 대체로 커집니다.