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물질의 규칙성

#49 이온 결합 물질의 화학식

10-2-4-4-1-C-v0

이 단원에서는 금속, 양이온, 전자 잃음 등의 핵심 개념을 다룹니다. 총 30문제와 해설로 개념을 완성하세요.

핵심 키워드

금속양이온전자 잃음비금속음이온전자 얻음화학식이온 결합전하량합 0Na+O2-개수비숫자 1 생략금속 원소원자가 전자비금속 원자전기적 중성화합물Mg2+F-1:2정수비Al3+합산개수마그네슘양전하 크기산소얻은 전자 수CaCl2총 이온 수NaF결합비 합산전하 결정금속 비금속화학식 작성법개수비 표시나트륨결합MgF결합 개수비 1:1이온 전하미지 원소화학식 표기규칙 예외칼슘 이온염화 이온화학식 짝짓기음전하 크기수식Na2O형성 과정오류 찾기

문제 & 해설

문제 1 · OX 문제

금속 원소의 원자는 자신이 가진 원자가 전자 수만큼 전자를 잃어 양이온이 된다. ( )

정답: O

금속 친구들은 바깥에 있는 거추장스러운 전자 1~3개를 미련 없이 훌훌 버려버려요. 버린 개수만큼 플러스(+) 기운이 생겨 양전하를 띠게 된답니다.

오답 잡기

금속 원소는 원자가 전자를 모두 잃고 잃은 전자 수만큼의 양전하를 띠는 양이온이 되므로 옳은 설명입니다.

문제 2 · OX 문제

비금속 원소의 원자는 자신이 가진 원자가 전자를 모두 잃고 음이온이 된다. ( )

정답: X

비금속 친구들은 전자를 버리는 게 아니라 뺏어오는 욕심쟁이들이에요! 마법의 숫자 8을 채우기 위해, 8에서 현재 자기 전자를 뺀 개수만큼 전자를 더 얻어온답니다.

오답 잡기

비금속 원소는 전자를 잃는 것이 아니라, (8 - 원자가 전자 수)만큼의 전자를 얻어 음이온이 되므로 틀린 설명입니다.

문제 3 · OX 문제

이온 결합 물질의 화학식을 쓸 때는 비금속 음이온의 원소 기호를 먼저 쓰고 금속 양이온의 원소 기호를 나중에 쓴다. ( )

정답: X

화학 나라의 글쓰기 규칙이에요! 항상 전자를 기부한 쿨한 금속(양이온) 형님들을 앞에 세워주고, 전자를 받은 비금속(음이온) 친구들을 뒤에 적어주는 게 예의랍니다.

오답 잡기

이온 결합 물질의 화학식은 금속 양이온의 원소 기호를 먼저 쓰고, 비금속 음이온의 기호를 뒤에 쓰므로 틀린 설명입니다.

문제 4 · OX 문제

이온 결합 물질은 양이온의 총 전하량과 음이온의 총 전하량의 합이 0이 되도록 결합한다. ( )

정답: O

원자 세계에서 가장 중요한 건 '평화'예요! 플러스와 마이너스 힘이 완벽하게 균형을 이뤄 0(중성)이 되어야만 비로소 안정적인 화합물로 탄생할 수 있답니다.

오답 잡기

이온 결합 물질은 전기적으로 중성이어야 하므로, 두 이온의 총 전하량의 합이 0이 되는 개수비로 결합한다는 설명은 정확합니다.

문제 5 · OX 문제

나트륨 이온(Na⁺)과 산화 이온(O²⁻)이 결합하여 화합물을 만들 때 두 이온의 개수비는 1:1이다. ( )

정답: X

산소는 마이너스 2개(-2)의 힘을 가졌는데, 나트륨은 플러스 1개(+1)밖에 없어요. 산소의 힘을 감당하려면 나트륨 친구가 2명은 달려들어야 힘의 균형(0)이 맞겠죠?

오답 잡기

(+1) 전하를 띠는 Na⁺ 2개와 (-2) 전하를 띠는 O²⁻ 1개가 결합해야 전하량 합이 0이 되므로 개수비는 2:1입니다.

문제 6 · OX 문제

이온 결합 물질의 화학식에서 결합하는 이온의 개수비가 1인 경우에는 숫자 1을 생략하여 적는다. ( )

정답: O

화학식에서 숫자 1은 부끄러움이 많아서 절대 모습을 드러내지 않고 생략한답니다! Na₁F₁이 아니라 NaF라고 깔끔하게 적어주는 센스가 필요해요.

오답 잡기

이온의 개수비는 원소 기호 오른쪽 아래에 가장 간단한 정수비로 적으며, 1인 경우는 생략하므로 옳은 설명입니다.

문제 7 · 빈칸 채우기

원자가 전자가 1, 2, 3개인 원소는 주로 ( ) 원소이며, 전자를 잃고 양이온이 되기 쉽다. (2글자)

정답: 금속

바깥에 전자가 조금밖에 없어서 8개를 모으느니 차라리 쿨하게 버리는 쪽을 택한 친구들이에요. 주기율표의 왼쪽을 차지하고 있죠.

오답 잡기

원자가 전자가 적어 전자를 잃기 쉬운 원소들은 금속 원소로 분류됩니다.

문제 8 · 빈칸 채우기

원자가 전자가 6, 7개인 비금속 원소는 (8 - 원자가 전자 수)만큼의 전자를 얻어 ( )이/가 된다. (3글자)

정답: 음이온

8개를 채우기 위해 부족한 만큼 전자를 뺏어온 친구들이에요. 마이너스(-) 전하를 띠는 전자들이 몸에 들어왔으니 전체적으로 마이너스 성질을 띠게 된답니다.

오답 잡기

비금속 원소가 전자를 얻어 음전하를 띠게 된 입자를 음이온이라 합니다.

문제 9 · 빈칸 채우기

이온 결합이 형성될 때 금속 원자가 잃은 전자 수와 ( ) 원자가 얻은 전자 수가 같도록 결합한다. (3글자)

정답: 비금속

준 만큼 받고, 받은 만큼 주는 확실한 거래! 금속이 던져버린 전자들을 비금속이 하나도 빠짐없이 싹 주워가야 결합이 완성된답니다.

오답 잡기

전하량 보존의 법칙에 따라 양이온(금속)이 잃은 총 전자 수와 음이온(비금속)이 얻은 총 전자 수는 같아야 합니다.

문제 10 · 빈칸 채우기

이온 결합으로 형성된 화합물은 전체적으로 전기적 ( ) 상태이다. (2글자)

정답: 중성

플러스 팀의 점수와 마이너스 팀의 점수가 완벽하게 동점을 이뤄서 0점이 된 평화로운 상태를 뜻해요!

오답 잡기

양이온과 음이온의 전하량 합이 0이 되어 전하를 띠지 않는 상태를 중성이라 합니다.

문제 11 · 빈칸 채우기

마그네슘 이온(Mg²⁺)과 플루오린화 이온(F⁻)이 결합할 때, 총 전하량 합이 0이 되려면 두 이온의 개수비는 ( )이어야 한다. (숫자와 기호 포함 3글자)

정답: 1:2

마그네슘 형님은 +2의 힘을 가졌어요. -1의 힘을 가진 플루오린 동생이 2명은 있어야 +2와 -2가 만나서 0이 되겠죠?

오답 잡기

(+2) x 1 + (-1) x 2 = 0이 성립해야 하므로 Mg²⁺과 F⁻의 결합 개수비는 1:2입니다.

문제 12 · 빈칸 채우기

이온 결합 물질의 화학식을 쓸 때 이온의 개수비는 원소 기호 오른쪽 아래에 가장 간단한 ( )비로 나타낸다. (2글자)

정답: 정수

2:4, 3:6 처럼 쓰면 복잡하잖아요? 약분할 수 있는 건 최대한 깔끔하게 약분해서 1:2 처럼 딱 떨어지는 숫자로 적어주는 것이 규칙이랍니다.

오답 잡기

화학식의 하첨자는 결합하는 이온들의 개수비를 가장 간단한 정수비로 표현한 것입니다.

문제 13 · 단답형

알루미늄 이온(Al³⁺)과 산화 이온(O²⁻)이 결합하여 생성되는 물질의 화학식을 Al₍a₎O₍b₎라고 할 때, (a + b)의 값은 얼마인가?

정답: 5

+3과 -2가 만나서 0이 되려면 최소공배수인 6을 만들어야 해요! 알루미늄 2개(+6), 산소 3개(-6)가 필요하니까 화학식은 Al₂O₃가 됩니다. 2 더하기 3은 5!

오답 잡기

(+3) x 2 + (-2) x 3 = 0이므로 화학식은 Al₂O₃입니다. a=2, b=3이므로 합은 5입니다.

문제 14 · 단답형

나트륨 이온(Na⁺)과 산화 이온(O²⁻)이 결합하여 생성된 화합물의 화학식을 Na₍x₎O라고 할 때, x에 들어갈 숫자는 얼마인가?

정답: 2

산소의 -2 전하를 중화시키려면 +1을 가진 나트륨이 2개 필요하겠죠? 그래서 Na₂O가 완성된답니다.

오답 잡기

산화 이온(O²⁻)과 나트륨 이온(Na⁺)이 전기적 중성을 이루려면 1:2의 비율이어야 하므로 x는 2입니다.

문제 15 · 단답형

마그네슘 원자(Mg)는 원자가 전자가 2개이다. 마그네슘이 이온이 될 때 띠는 양전하의 크기를 숫자로 쓰시오.

정답: 2

금속은 자기가 가진 원자가 전자를 몽땅 버려요! 2개를 버렸으니 플러스(+) 성질이 2만큼 남아서 +2가 되는 거랍니다.

오답 잡기

금속 원소는 원자가 전자 수만큼 잃고 양전하를 띠므로, 마그네슘 이온의 전하 크기는 2(+2)입니다.

문제 16 · 단답형

산소 원자(O)는 원자가 전자가 6개이다. 산소가 이온이 될 때 띠는 음전하의 크기(얻은 전자 수)를 숫자로 쓰시오.

정답: 2

마법의 숫자 8을 채우려면 6개에서 몇 개가 더 필요할까요? 당연히 2개죠! 그래서 -2의 음전하를 띠게 됩니다.

오답 잡기

비금속 원소는 (8 - 원자가 전자 수)만큼 전자를 얻어 음전하를 띠므로 8 - 6 = 2입니다.

문제 17 · 단답형

염화 칼슘(CaCl₂) 1개를 구성하는 총 이온의 개수는 몇 개인가?

정답: 3

화학식을 잘 분해해 보세요! 칼슘(Ca) 이온 1개와, 염화(Cl) 이온 2개가 합쳐진 거예요. 1 + 2 = 3! 총 3개의 이온이 한 팀이네요.

오답 잡기

CaCl₂는 Ca²⁺ 1개와 Cl⁻ 2개로 이루어져 있으므로 총 이온의 개수는 3개입니다.

문제 18 · 단답형

플루오린화 나트륨(NaF)에서 두 이온의 결합 개수비를 a : b라고 할 때, (a + b)의 값은 얼마인가?

정답: 2

Na⁺와 F⁻는 1:1로 결합해요. a=1, b=1이므로 1 더하기 1은 2가 된답니다!

오답 잡기

NaF는 Na⁺와 F⁻가 전하량의 합이 0이 되도록 1:1로 결합하므로 a=1, b=1이며, (a + b) = 2입니다.

문제 19 · 보기 선택

이온의 전하 결정 방법에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 모두 고르시오.

  • ㄱ. 금속 원소는 원자가 전자 수만큼의 양전하를 띤다.
  • ㄴ. 비금속 원소는 (8 - 원자가 전자 수)만큼의 음전하를 띤다.
  • ㄷ. 모든 이온은 항상 +1 또는 -1의 전하만 띤다.

정답: ㄱ, ㄴ

버리는 금속(ㄱ)과 채우는 비금속(ㄴ)의 원리를 아주 정확하게 설명했네요! 그런데 ㄷ을 보세요. 마그네슘은 +2, 산소는 -2인데 항상 1만 띤다는 건 거짓말이죠!

오답 잡기

ㄷ. 원소의 족에 따라 +2, +3, -2 등 다양한 전하를 가질 수 있으므로 항상 +1, -1만 띤다는 설명은 틀렸습니다.

문제 20 · 보기 선택

이온 결합 물질의 화학식 작성 방법에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 모두 고르시오.

  • ㄱ. 금속 양이온의 원소 기호를 먼저 쓰고 비금속 음이온을 뒤에 쓴다.
  • ㄴ. 결합하는 이온의 개수비는 원소 기호 오른쪽 아래에 작은 숫자로 쓴다.
  • ㄷ. 이온의 개수비가 1인 경우에는 반드시 숫자 1을 표기해야 한다.

정답: ㄱ, ㄴ

양이온 형님 먼저(ㄱ), 개수는 오른쪽 아래에(ㄴ) 쓰는 건 화학 나라의 헌법이에요! 하지만 1은 부끄러움이 많아서 항상 생략해야 한다는 사실 잊지 마세요(ㄷ 땡)!

오답 잡기

ㄷ. 결합 개수비가 1인 경우에는 화학식에서 숫자 1을 생략하므로 틀린 설명입니다.

문제 21 · 보기 선택

나트륨(Na)과 산소(O)의 결합에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 모두 고르시오.

  • ㄱ. 나트륨은 전자 1개를 잃고, 산소는 전자 2개를 얻는다.
  • ㄴ. 나트륨 이온과 산화 이온은 2:1의 개수비로 결합한다.
  • ㄷ. 생성된 물질의 화학식은 NaO₂이다.

정답: ㄱ, ㄴ

Na는 +1, O는 -2니까(ㄱ) 힘을 맞추려면 나트륨이 2명 필요하죠(ㄴ). 그럼 화학식은 나트륨 뒤에 2가 붙어서 Na₂O가 되어야 정상인데 ㄷ은 산소 뒤에 붙여놨네요!

오답 잡기

ㄷ. 나트륨 이온 2개와 산화 이온 1개가 결합하므로 올바른 화학식은 Na₂O입니다.

문제 22 · 보기 선택

마그네슘(Mg)과 플루오린(F)의 결합에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 모두 고르시오.

  • ㄱ. Mg²⁺ 양이온과 F⁻ 음이온이 형성된다.
  • ㄴ. 두 이온의 총 전하량의 합이 0이 되도록 결합한다.
  • ㄷ. 생성된 물질의 화학식은 MgF₂이다.

정답: ㄱ, ㄴ, ㄷ

마그네슘(+2)과 플루오린(-1)이 만나서(ㄱ) 평화로운 0을 만들기 위해(ㄴ) 플루오린 동생이 2명 달라붙어 MgF₂를 완성했네요(ㄷ). 완벽한 설명입니다!

오답 잡기

제시된 보기 모두 Mg²⁺과 F⁻의 이온 결합 형성 원리와 화학식을 정확하게 설명하고 있습니다.

문제 23 · 보기 선택

양이온과 음이온의 결합 개수비가 1:1인 화합물만을 <보기>에서 모두 고르시오.

  • ㄱ. 플루오린화 나트륨(NaF)
  • ㄴ. 산화 마그네슘(MgO)
  • ㄷ. 염화 칼슘(CaCl₂)

정답: ㄱ, ㄴ

Na⁺와 F⁻(1:1), Mg²⁺와 O²⁻(1:1)은 전하량이 딱 맞아서 1대 1로 예쁘게 만나요. 하지만 칼슘(Ca²⁺)과 염소(Cl⁻)는 전하량이 달라서 1대 2로 만나야 한답니다(ㄷ 땡).

오답 잡기

ㄷ. CaCl₂는 Ca²⁺ 1개와 Cl⁻ 2개가 결합한 물질이므로 개수비는 1:2입니다.

문제 24 · 보기 선택

다음 원소들이 이온이 될 때 띠는 전하로 옳은 것만을 <보기>에서 모두 고르시오.

  • ㄱ. 원자가 전자가 1개인 금속 원소 : +1
  • ㄴ. 원자가 전자가 2개인 금속 원소 : +2
  • ㄷ. 원자가 전자가 7개인 비금속 원소 : -2

정답: ㄱ, ㄴ

금속은 가진 걸 그대로 버려서 +1, +2가 되는 게 맞아요(ㄱ, ㄴ). 하지만 7개인 비금속은 8개를 채우기 위해 '딱 1개'만 더 있으면 되니까 -1 전하를 띠어야 정상이죠(ㄷ 땡)!

오답 잡기

ㄷ. 원자가 전자가 7개인 17족 할로젠 원소는 전자 1개를 얻어 -1의 음전하를 띠므로 틀린 설명입니다.

문제 25 · 객관식

어떤 금속 원소 M이 M³⁺ 이온이 되고, 비금속 원소 X가 X²⁻ 이온이 될 때, 두 이온이 결합하여 생성되는 화합물의 올바른 화학식은?

  • MX
  • M₂X
  • MX₂
  • M₂X₃
  • M₃X₂

정답:

+3과 -2가 만나서 0이 되려면 최소공배수인 6을 찾아야 해요! M은 2명이 모여서 +6, X는 3명이 모여서 -6을 만들면 딱 맞겠죠? 그래서 M₂X₃가 된답니다.

오답 잡기

전하량의 합이 0이 되기 위해 (+3) x 2 + (-2) x 3 = 0이 성립해야 합니다. 따라서 M과 X의 개수비는 2:3이 되어 화학식은 M₂X₃가 됩니다.

문제 26 · 객관식

이온 결합 물질의 화학식을 나타내는 방법으로 옳지 않은 것은?

  • 금속 양이온의 원소 기호를 비금속 음이온보다 먼저 쓴다.
  • 양이온의 총 전하량과 음이온의 총 전하량의 합이 0이 되게 한다.
  • 결합하는 이온의 개수비는 원소 기호 오른쪽 아래에 작게 적는다.
  • 이온의 개수비는 약분하여 가장 간단한 정수비로 나타낸다.
  • 이온의 결합 개수비가 1인 경우에도 숫자 1을 반드시 표기한다.

정답:

화학자들은 숫자 1을 쓰는 걸 아주 귀찮아해요! 그래서 1은 항상 투명 망토를 씌워서 '생략'하는 것이 규칙이랍니다. 반드시 적는다는 5번은 화학 나라 법 위반이에요!

오답 잡기

화학식에서 이온의 개수비가 1인 경우에는 숫자 1을 생략하여 표기하므로 5번 설명은 옳지 않습니다.

문제 27 · 객관식

칼슘 이온(Ca²⁺)과 염화 이온(Cl⁻)이 결합할 때의 설명으로 가장 옳은 것은?

  • 두 이온은 1:1의 개수비로 결합한다.
  • 칼슘이 전자를 얻고 염소가 전자를 잃어 결합한다.
  • 두 이온이 결합하여 생성된 물질의 화학식은 CaCl₂이다.
  • 두 이온이 결합하여 생성된 물질의 화학식은 Ca₂Cl이다.
  • 수많은 분자들이 모여 거대한 결정을 이룬다.

정답:

칼슘(+2)의 힘을 염소(-1)가 감당하려면 염소 2명이 덤벼야 해요(1:2 비율). 그래서 화학식은 Ca 뒤에 1(생략), Cl 뒤에 2가 붙어서 CaCl₂가 예쁘게 완성된답니다.

오답 잡기

Ca²⁺와 Cl⁻가 전하량 균형을 맞추려면 1:2로 결합해야 하므로 올바른 화학식은 CaCl₂인 3번이 정답입니다. 이온 결합 물질은 분자가 아닙니다.

문제 28 · 객관식

다음 중 결합하는 이온과 그 결과 생성되는 화학식이 옳게 짝지어진 것은?

  • 나트륨 이온 + 플루오린화 이온 → NaF₂
  • 마그네슘 이온 + 산화 이온 → Mg₂O₂
  • 알루미늄 이온 + 산화 이온 → Al₂O₃
  • 칼륨 이온 + 염화 이온 → K₂Cl
  • 마그네슘 이온 + 플루오린화 이온 → MgF

정답:

1번은 Na⁺, F⁻니까 NaF여야 하고, 2번은 Mg²⁺, O²⁻니까 약분해서 MgO! 4번은 K⁺, Cl⁻니까 KCl, 5번은 Mg²⁺, F⁻니까 MgF₂가 정답이에요. 3번의 Al³⁺와 O²⁻가 만난 Al₂O₃만이 완벽한 조합이네요!

오답 잡기

Al³⁺와 O²⁻는 전하량 균형(+6, -6)을 위해 2:3으로 결합하므로 Al₂O₃가 정확합니다. 나머지는 전하량 보존 법칙과 약분 규칙을 위반했습니다.

문제 29 · 객관식

비금속 원소의 원자가 이온이 될 때 띠는 음전하의 크기(절댓값)를 구하는 방법으로 가장 적절한 수식은?

  • 원자가 전자 수
  • 8 + 원자가 전자 수
  • 8 - 원자가 전자 수
  • 원자 번호 - 원자가 전자 수
  • 18 - 원자 번호

정답:

비금속 친구들의 목표는 무조건 '8'을 채우는 거예요! 8개에서 지금 자기가 가진 개수(원자가 전자 수)를 빼면 밖에서 몇 개를 뺏어와야 하는지 딱 나오겠죠?

오답 잡기

비금속 원소는 옥텟 규칙을 만족하기 위해 (8 - 원자가 전자 수)만큼의 전자를 얻어 그 수만큼의 음전하를 띠게 되므로 3번이 정답입니다.

문제 30 · 객관식

산화 나트륨(Na₂O)의 형성 과정에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  • 나트륨 원자는 각각 전자 1개씩을 잃어 Na⁺이 된다.
  • 산소 원자는 총 전자 2개를 얻어 O²⁻이 된다.
  • 나트륨 원자들이 잃은 총 전자 수와 산소 원자가 얻은 총 전자 수는 같다.
  • 나트륨 이온과 산화 이온은 1:2의 개수비로 결합하였다.
  • 완성된 화합물 전체는 양이온과 음이온의 전하가 상쇄되어 전기적으로 중성이다.

정답:

화학식을 잘 보세요! Na 뒤에 2가 붙어있고 O 뒤엔 아무것도(1이 생략됨) 없죠? 나트륨이 2개, 산소가 1개니까 결합 비율은 2:1이랍니다. 1:2는 거꾸로 말한 거예요!

오답 잡기

산화 나트륨(Na₂O)은 Na⁺ 2개와 O²⁻ 1개가 결합한 물질이므로 이온의 결합 개수비는 2:1입니다. 따라서 4번 설명은 옳지 않습니다.

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