#46 이온 결합 물질의 성질

문제 1 · OX 문제

금속 원소는 전자를 잃어 양이온이 되기 쉽고, 비금속 원소는 전자를 얻어 음이온이 되기 쉽다. ( )

정답: O

금속은 바깥에 전자가 조금이라 버리는 게 빠르고(기부천사), 비금속은 전자가 많아서 조금만 더 채우면 8개가 되니 뺏어오는 게(욕심쟁이) 이득인 원리를 잘 보여주네요.

문제 2 · OX 문제

고체 상태의 염화 나트륨(NaCl)은 이온들이 자유롭게 이동할 수 있어 전류가 잘 흐른다. ( )

정답: X

소금 결정은 이온들이 '정전기적 인력'이라는 강력한 쇠사슬로 묶여 있어요. 꼼짝달싹 못 하니 전기를 나를 수가 없답니다. 물에 녹여서 사슬을 풀어줘야 전기가 통해요!

문제 3 · OX 문제

산화 마그네슘(MgO)은 고체 상태일 때보다 액체(융해) 상태일 때 전기 전도성이 높다. ( )

정답: O

열을 가해 고체를 액체로 만들면 단단하게 결합되어 있던 이온들이 풀려나와 자유롭게 움직일 수 있게 됩니다! 이온들이 전하를 나르며 전기가 잘 통하게 되죠.

문제 4 · OX 문제

염화 칼슘(CaCl₂) 수용액에 전류를 흘려주면 양이온인 칼슘 이온(Ca²⁺)은 (+)극으로 이동한다. ( )

정답: X

자석의 같은 극끼리는 밀어내고 다른 극끼리 끌어당기는 것과 똑같아요! 양(+)전하를 띠는 칼슘 이온은 당연히 반대 극인 마이너스(-)극을 향해 달려간답니다.

문제 5 · OX 문제

이온 결합 물질의 결정에 외부에서 힘을 가하면 이온 층이 밀리면서 같은 전하를 띠는 이온끼리 마주쳐 쉽게 부스러진다. ( )

정답: O

소금 결정을 망치로 콩 때리면 어떻게 될까요? 층이 살짝 밀리면서 플러스(+)는 플러스(+)끼리, 마이너스(-)는 마이너스(-)끼리 만나게 돼요. 그럼 서로 확 밀어내면서 산산조각 나버리죠!

문제 6 · OX 문제

질산 칼륨(KNO₃) 결정은 실온에서 독립된 분자 상태로 존재하므로 기화하기 쉽다. ( )

정답: X

이온 결합 물질들은 절대로 단둘이 오붓하게 분자 상태로 존재하지 않아요. 수많은 양이온과 음이온이 3차원으로 빽빽하게 뭉쳐 거대한 결정을 이루기 때문에 열을 가해도 쉽게 날아가지 않는답니다.

문제 7 · 빈칸 채우기

양이온과 음이온 사이에서 서로 끌어당기는 힘을 ( )적 인력이라고 하며, 이 힘에 의해 이온 결합이 형성된다. (3글자)

정답: 정전기

책받침을 머리에 비비면 머리카락이 달라붙는 것과 같은 원리예요. 플러스와 마이너스가 서로 자석처럼 끌어당기는 이 강력한 힘이 결합의 원동력이랍니다.

문제 8 · 빈칸 채우기

이온 결합 물질이 물에 녹아 양이온과 음이온으로 나누어지는 현상을 ( )라고 한다. (3글자)

정답: 이온화

단단한 고체 덩어리였던 물질이 물이라는 무대에 입장하면서, 숨겨두었던 플러스와 마이너스 성질의 입자로 변신하는 과정을 뜻해요.

문제 9 · 빈칸 채우기

원자들이 전자를 잃거나 얻어서 안정한 전자 배치를 이루어 전하를 띠게 된 입자를 ( )이라고 한다. (2글자)

정답: 이온

중성이던 원자가 전자를 버리거나 얻어서 성격이 플러스나 마이너스로 변한 상태를 말해요. 결합 나라의 행동대장들이죠!

문제 10 · 빈칸 채우기

원자들이 비활성 기체와 같은 안정한 전자 배치를 이루기 위해 가장 바깥 전자 껍질에 전자를 8개 채우려는 경향을 ( ) 규칙이라고 한다. (2글자)

정답: 옥텟

모든 원소들의 로망! 마치 문어 다리가 8개인 것처럼, 가장 바깥 껍질에 전자 8개를 꽉 채워 안정해지고 싶어 하는 자연의 규칙이랍니다.

문제 11 · 빈칸 채우기

원자들이 각각 전자를 내놓아 전자쌍을 만들고 이를 공유하는 결합을 공유 결합이라 하고, 전하를 띤 입자들이 결합하는 방식을 ( ) 결합이라고 한다. (2글자)

정답: 이온

전자를 뺏고 뺏기는 과정을 거쳐 양전하와 음전하를 띠게 된 친구들이 서로의 강한 매력에 이끌려 딱 붙어버리는 화학 결합이랍니다.

문제 12 · 단답형

어떤 이온 M²⁺가 전자를 10개 가지고 있다면, 이 원소 M의 원자 번호는 몇 번인가? (2글자)

정답: 12

2개를 버려서(+2) 10개가 남았대요. 그럼 원래는 몇 개였을까요? 10 + 2 = 12개였겠죠! 12번 마그네슘 형님이네요.

문제 13 · 단답형

옥텟 규칙을 만족하기 위해 질소 원자(N)가 공유 결합 시 내놓아야 하는 전자의 개수와, 산소 원자(O)가 음이온이 되기 위해 얻어야 하는 전자의 개수를 더한 값은? (1글자)

정답: 5

질소는 3개를 내놓아야 8점을 채우고, 산소는 2개를 얻어와야 8점을 채워요. 3 + 2는 5! 둘 다 안정해지려고 아주 필사적이네요.

문제 14 · 단답형

화학식이 CaCl₂인 염화 칼슘 결정이 전하적으로 중성을 이룰 때, 칼슘 이온(Ca²⁺) 30개와 정전기적 인력으로 결합하는 염화 이온(Cl⁻)의 개수는 몇 개인가? (2글자)

정답: 60

칼슘 이온은 한 명이 +2의 힘을 가지고 있고, 염화 이온은 한 명이 -1의 힘을 가지고 있어요. 전체가 중성(0)이 되려면 칼슘 한 명당 염화 이온 두 명이 붙어야 하니, 30의 두 배인 60개가 필요하답니다!

문제 15 · 단답형

산화 마그네슘(MgO)을 구성하는 마그네슘 이온(Mg²⁺)과 산화 이온(O²⁻)이 형성될 때, 두 이온이 공통적으로 갖게 되는 안정한 총 전자 개수는 몇 개인가? (2글자)

정답: 10

12번 마그네슘은 2개를 버려서 10개, 8번 산소는 2개를 얻어와서 10개! 결국 둘 다 10번 네온과 똑같은 완벽한 전자 배치를 가지게 된답니다.

문제 16 · 단답형

고체 상태에서는 전류가 흐르지 않지만, 물에 녹아 수용액 상태가 되면 이온화되어 전류를 흐르게 하는 물질을 통칭하는 과학 용어는 무엇인가? (3글자)

정답: 전해질

이온 결합 물질들의 또 다른 이름이에요! 물에 들어가면 이온으로 변신해서 전기를 아주 잘 통하게 해주는 고마운 물질들이죠. 이온 음료를 마시는 이유도 몸에 전해질을 보충하기 위해서랍니다.

문제 17 · 보기 선택

이온 결합 물질의 실온 상태에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고르시오.

• ㄱ. 수많은 양이온과 음이온이 모여 결정 상태로 존재한다.
• ㄴ. 이온들이 3차원 구조로 규칙적으로 배열되어 있다.
• ㄷ. 두 개의 이온만 결합한 독립된 분자로 자유롭게 돌아다닌다.
• ㄹ. 양이온은 (+)극으로, 음이온은 (-)극으로 이동한다.

정답: ㄱ, ㄴ

이온 결합 친구들은 단둘이 노는 걸 싫어해요! 수천수만 개가 아파트 단지처럼 3차원으로 빽빽하게 뭉쳐서 거대한 결정을 만들죠. 고체 상태라 꽁꽁 얼어붙어 이동도 불가능하답니다.

문제 18 · 보기 선택

염화 나트륨(NaCl)의 상태에 따른 전기 전도성 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고르시오.

• ㄱ. 고체 상태에서는 이온이 이동할 수 없어 전류가 흐르지 않는다.
• ㄴ. 수용액 상태에서는 이온이 자유롭게 이동하여 전류가 흐른다.
• ㄷ. 액체 상태에서는 이온 간의 인력이 더 강해져 전류가 흐르지 않는다.
• ㄹ. 수용액 상태에서는 전자들이 직접 이동하며 전류를 흐르게 한다.

정답: ㄱ, ㄴ

고체는 꽝꽝 얼어 못 움직이고, 수용액은 물속에서 헤엄치니 전기가 통하죠. 고체를 녹인 액체 상태도 이온이 움직일 수 있어서 전기가 아주 잘 통한답니다. 물속에서 전기를 나르는 건 전자가 아니라 통통한 이온이에요!

문제 19 · 보기 선택

이온 결합 물질이 물에 녹았을 때 일어나는 현상으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고르시오.

• ㄱ. 물질이 양이온과 음이온으로 이온화된다.
• ㄴ. 이온화된 이온들이 물속에서 자유롭게 이동할 수 있다.
• ㄷ. 이온들이 전자를 모두 잃어버리고 중성 원자로 변한다.
• ㄹ. 공유 결합이 끊어지면서 두 개의 원자로 분리된다.

정답: ㄱ, ㄴ

물속에 들어가면 이온들이 묶여있던 밧줄을 풀고 뿔뿔이 흩어져서 자유를 만끽하며 돌아다녀요. 이온 상태 그대로 자유로워지는 거지, 중성 원자로 변신하거나 결합 종류가 바뀌는 마법은 일어나지 않는답니다.

문제 20 · 보기 선택

염화 나트륨 수용액에 전류가 흐르는 원리로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고르시오.

• ㄱ. 나트륨 이온(Na⁺)은 정전기적 인력에 의해 (-)극 쪽으로 이동한다.
• ㄴ. 염화 이온(Cl⁻)은 정전기적 인력에 의해 (+)극 쪽으로 이동한다.
• ㄷ. 양이온과 음이온이 같은 방향으로 이동하며 전류를 생성한다.
• ㄹ. 이온들이 전극에서 방전되어 소금 결정으로 다시 뭉친다.

정답: ㄱ, ㄴ

플러스 Na⁺는 마이너스 극으로, 마이너스 Cl⁻은 플러스 극으로 각자 짝을 찾아 반대 방향으로 이동하는 게 전류가 흐르는 원리예요! 같은 방향으로 가면 부딪히겠죠?

문제 21 · 보기 선택

고체 이온 결합 물질을 가열하여 액체 상태로 만들었을 때의 변화로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고르시오.

• ㄱ. 이온들이 자유롭게 이동할 수 있게 된다.
• ㄴ. 전원을 연결하면 전류가 흐를 수 있게 된다.
• ㄷ. 정전기적 인력이 완전히 사라져 기체 상태가 된다.
• ㄹ. 고체 상태일 때보다 이온들 사이의 거리가 매우 가까워진다.

정답: ㄱ, ㄴ

열을 받으면 고체가 스르르 녹으면서 이온들의 발목이 풀려요. 당연히 이동이 가능하니 전기도 통하죠. 하지만 인력이 0이 되어 기체가 되려면 어마어마하게 높은 온도가 필요하답니다. 부피도 살짝 늘어나서 거리는 멀어지죠.

문제 22 · 보기 선택

상태에 따른 이온 결합 물질의 특징으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고르시오.

• ㄱ. 고체 상태 : 이온이 강하게 결합하여 이동 불가
• ㄴ. 액체 상태 : 열에 의해 결합이 느슨해져 이온 이동 가능
• ㄷ. 수용액 상태 : 이온화되어 이온 이동 가능
• ㄹ. 기체 상태 : 이온이 분자 구조로 변하여 이동 불가

정답: ㄱ, ㄴ, ㄷ

고체일 땐 얼음땡, 열로 녹인 액체일 땐 흐물흐물, 물에 녹인 수용액일 땐 완전 자유! 기체 상태가 된다고 분자로 변신하는 건 이온 결합 물질의 사전에 없는 일이랍니다.

문제 23 · 객관식

다음 중 이온 결합 물질의 일반적인 성질로 가장 적절하지 않은 것은?

정답: ②

고체 상태에서는 이온들이 강력한 정전기적 인력으로 꽁꽁 묶여있어서 옴짝달싹 못 해요! 꽉 묶여있는데 전기를 어떻게 나르겠어요? 전류가 잘 흐른다는 건 완전 거짓말이랍니다.

문제 24 · 객관식

고체 상태의 염화 나트륨(NaCl)에서 전류가 흐르지 않는 이유를 가장 과학적으로 바르게 설명한 것은?

정답: ②

이온이 없는 것도 아니고, 공유 결합도 아니에요. 플러스와 마이너스가 서로 너무 꽉 끌어안고 있어서 밖으로 돌아다닐 틈이 없는 거랍니다! 꽉 묶인 발목을 상상해보세요.

문제 25 · 객관식

염화 나트륨(NaCl) 수용액에 전원 장치를 연결했을 때 관찰할 수 있는 현상으로 옳은 것은?

정답: ③

플러스(+) 성질을 가진 나트륨 이온은 반대인 마이너스(-)극으로 달려가고, 마이너스(-) 성질을 가진 염화 이온은 반대인 플러스(+)극으로 달려가는 게 인지상정이죠! 각자 짝을 찾아가며 전기를 통하게 한답니다.

문제 26 · 객관식

다음은 어떤 물질 X에 대한 실험이다. [고체 상태의 X에 전원을 연결했더니 불이 켜지지 않았다. 고체 X를 물에 녹인 후 전원을 연결했더니 불이 켜졌다.] 이 실험을 통해 물질 X에 대해 추론한 사실로 가장 적절한 것은?

정답: ①

고체일 땐 불이 안 켜지고(이동 불가), 물에 녹이니 켜진다(자유 이동 가능)! 전형적인 이온 결합 물질의 특징이네요. 고체일 땐 이온들이 묶여서 이동하지 못한다는 추론이 완벽합니다.

문제 27 · 객관식

이온 결합 물질의 상태와 전기 전도성의 관계를 바르게 짝지은 것은?

정답: ④

이온 결합 물질의 전도성 공식! 고체는 'X', 액체는 'O', 수용액도 'O'! 물에 녹은 수용액 상태에서는 이온들이 신나게 헤엄쳐 다니니 전류가 아주 잘 흐르겠죠?