다음은 분자 궤도함수 이론에 근거한 바닥상태의 3가지 화학종 XY, Z… | [변리사 1차] 24년 1회차 기출문제 상세 페이지

다음은 분자 궤도함수 이론에 근거한 바닥상태의 3가지 화학종 XY, ZY-, Z22-에 관한 자료이다. X∼Z는 각각 C, N, O 중 하나이다.
XY의 전자 배치는 $(\sigma_{1s})^2\;(\sigma_{1s}^{*})^2\;(\sigma_{2s})^2\;(\sigma_{2s}^{*})^2\;(\sigma_{1s})^2\;(\pi_{2p})^4\;(\sigma_{2p})^2$ 이다.
ZY-의 결합 차수는 2이다.
Z22-은 상자기성이다.
분자 궤도함수 이론에 근거하여 다음 화학종에 관한 설명으로 옳은 것만을 ＜보기＞에서 있는 대로 고른 것은? (단, X∼Z는 임의의 원소 기호이고, 모든 화학종은 바닥상태이다.)
＜보기＞
ㄱ. $\dfrac{\mathrm{Z_2^{+}}\text{의 결합 차수}}{\mathrm{Z_2}\text{의 결합 차수}}\lt\dfrac{\mathrm{Y_2^{-}}\text{의 결합 차수}}{\mathrm{Y_2}\text{의 결합 차수}}$ 이다.
ㄴ. 홀전자 수는 ZY와 X2-이 같다.
ㄷ. XZ-은 반자기성이다.

ㄱ

ㄷ

ㄱ, ㄴ

ㄴ, ㄷ

ㄱ, ㄴ, ㄷ

홀전자 수 비교와 XZ-의 자기성 설명이 옳아 답은 ㄴ과 ㄷ이며, 먼저 X는 C, Y는 O, Z는 N임을 확정해야 한다.
자료의 전자 배치는 $(\pi_{2p})^4$가 $(\sigma_{2p})^2$보다 먼저 채워진 형태다. 원본 인쇄에 $(\sigma_{1s})^2$이 한 번 더 찍혀 있는데 이 중복을 빼면 전자 14개짜리 배치가 되어 XY는 CO이고, ZY-의 결합 차수가 2인 것은 전자 16개인 NO-, Z22-이 상자기성인 것은 반결합성 $\pi^{*}$에 홀전자 2개가 들어가는 전자 16개짜리 N22-과 맞아떨어진다.
ZY는 전자 15개인 NO여서 반결합성 $\pi^{*}$에 전자가 하나 남아 홀전자가 1개이고, X2-는 전자 13개인 C2-여서 $\sigma_{2p}$에 전자가 하나 들어가 역시 홀전자가 1개라 두 화학종이 같다.
XZ-는 전자 14개인 CN-로 N2와 같은 배치가 되어 홀전자가 없으므로 반자기성이다.
결합 차수는 Z2+가 2.5, Z2가 3이라 비가 $\dfrac{5}{6}$이고 Y2-가 1.5, Y2가 2라 비가 $\dfrac{3}{4}$이므로 앞쪽 비가 더 커서 부등호 방향이 반대다.