다음은 원소 A~D와 관련된 설명이다. A, B, C, D는 Na, C… | [변리사 1차] 23년 1회차 기출문제 상세 페이지
1[변리사 1차] 23년 1회차
다음은 원소 A~D와 관련된 설명이다. A, B, C, D는 Na, Cl, Ne, Ar을 순서 없이 나타낸 것이다. 이에 관한 설명으로 옳은 것만을 ＜보기＞에서 있는 대로 고른 것은?
- A는 B, C, D와 다른 주기를 갖는다.
- C-와 D는 등전자 배치를 갖는다.
＜보 기＞
- ㄱ. 원자 반지름 또는 이온 반지름은 B+ < A < D < C- 이다.
- ㄴ. 제 1 이온화 에너지는 B < C < D < A 이다.
- ㄷ. 중성 기체 상태의 원자 1 mol이 전자 1 mol을 받아들일 때 방출하는 에너지는 C < B 이다.
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ㄱ
2
ㄷ
3
ㄱ, ㄴ
4
ㄴ, ㄷ
5
ㄱ, ㄴ, ㄷ
해설
주기가 다른 A는 Ne, 음이온이 D와 등전자인 C는 Cl, D는 Ar, 남은 B는 Na이며 반지름 순서와 이온화 에너지 순서만 옳다.
Na·Cl·Ar은 3주기이고 Ne만 2주기이므로 A=Ne이고, Cl-가 Ar과 같은 전자 배치를 가지므로 C=Cl, D=Ar, B=Na로 정해진다.
반지름은 등전자 계열에서 핵전하가 클수록 작아진다. Na+와 Ne은 전자 10개로 등전자라 핵전하가 큰 Na+가 더 작고, 3주기인 Ar은 Ne보다 크며, Ar과 Cl-는 전자 18개로 등전자라 Cl-가 더 크다. 따라서 Na+ < Ne < Ar < Cl-로 제시된 순서가 맞다. 제1 이온화 에너지도 Na(약 496) < Cl(약 1,251) < Ar(약 1,521) < Ne(약 2,081) kJ/mol로 순서가 그대로 성립한다.
반면 기체 원자가 전자 하나를 받을 때 방출하는 에너지, 곧 전자 친화도는 Cl이 약 349 kJ/mol로 Na의 약 53 kJ/mol보다 훨씬 크다. 할로젠은 전자 하나만 얻어도 비활성 기체 배치가 되기 때문이며, 그래서 Cl 쪽이 더 작다고 한 서술은 옳지 않다.
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