◈ Note

1. 물질관의 변천 - 원자

시험대비 요점정리

02. 원자와 이온

중2

과

학

Ⅰ. 물질의 구성

학원명     강사명

-  -

⑴ 입자설과 연속설

데모크리토스의 입자설	아리스토텔레스의 연속설
물질은 더 이상 쪼갤 수 없는 입자인 원자로 이루어져 있다.	물질은 없어질 때까지 계속 쪼개어 나갈 수 있다.

⑵ 입자설의 부활 : 보일은 J자관 실험으로 물질이 입자로 이루어져 있다고 주장하였다.

	▪결과 : 한쪽이 막힌 J자관에 수은을 넣을수록 J자관 속 공기의 부피가 줄어든다. ▪해석 : J자관에 수은을 넣으면 입자 사이의 빈 공간이 좁아져 공기의 부피가 줄어든다.

⑶ 돌턴의 원자설

➊ 물질은 더 이상 쪼갤 수 없는 원자로 이루어져 있다.

➋ 같은 종류의 원자는 크기와 질량이 같고, 다른 종류의 원자는 크기와 질량이 다르다.

➌ 원자는 없어지거나 새로 생기지 않으며, 다른 종류의 원자로 변하지 않는다.

➍ 서로 다른 원자들이 일정한 비율로 모여서 새로운 물질을 만든다.

2. 원자   물질을 구성하는 기본 입자

⑴ 크기 : 지름 약 10-10m으로, 매우 작다.

⑵ 구조

① 중심에 (+)전하를 띠는 원자핵이 있고, 그 주위를 (-)전하를 띠는 전자가 돌고 있다.

② 원자핵은 (+)전하를 띠는 양성자와 전하를 띠지 않는 중성자로 이루어져 있다.

⑶ 특징

① 원자핵의 (+)전하량과 전자의 (-)전하량이 같아 원자는 전기적으로 중성이다.

② 원자의 종류에 따라 (+)전하량과 전자의 수가 다르다.

⑷ 원자 모형 : 눈에 보이지 않는 원자를 이해하기 쉽게 모형으로 나타낸 것

⑸ 원자 모형의 변천 : 원자 구조에 대한 새로운 사실이 밝혀질 때마다 원자 모형은 좀 더 발전된 모습으로 변천되어 왔다.

① 돌턴 : 더 이상 쪼개지지 않는 단단한 공 모형

② 톰슨 : 원자는 (+)전하를 띠고, (-)전하를 띤 전자가 박혀 있는 모형

③ 러더퍼드 : 중심에 원자핵이 존재하고, 주위에 전자가 도는 모형

④ 보어 : 원자핵 주위의 일정한 위치에서 전자가 원 궤도를 도는 모형

⑤ 현대 : 원자핵 주위에서 전자의 존재 확률을 계산하여 전자가 구름처럼 퍼져 있는 형태로 나타낸 모형

돌턴	톰슨	러더퍼드	보어	현대

3. 이온   원자가 전자를 잃거나 얻어서 전하를 띠게 된 입자

⑴ 양이온과 음이온의 형성

◈ Note

구분	양이온	음이온
정의	원자가 전자를 잃어서 (+)전하를 띠게 된 입자	원자가 전자를 얻어서 (-)전하를 띠게 된 입자
모형
이온식의 표시	원소 기호의 오른쪽 위에 잃은 전자의 수와 + 기호를 표시	원소 기호의 오른쪽 위에 얻은 전자의 수와 - 기호를 표시
이름	원소 이름 + 이온	원소 이름 + ～화 이온
예	H+ : 수소 이온, Ca2+ : 칼슘 이온	Cl- :염화 이온, O2- : 산화 이온

⑵ 이온의 전기적 특성 : 양이온은 (+)전하를 띠고, 음이온은 (-)전하를 띤다. ➡ 이온이 들어 있는 수용액에 전원 장치를 연결하면 양이온은 (-)극, 음이온은 (+)극 쪽으로 이동한다.

⑶ 생활 속의 이온

• 나트륨 이온(Na+) : 이온음료, 땀          • 리튬 이온(Li+) : 휴대 전화의 전지

• 플루오린화 이온(F-) : 치약               • 염화 이온(Cl-) : 염소 소독한 수돗물

시험대비 기출문제

02. 원자와 이온

중2

과

학

Ⅰ. 물질의 구성

이름: 이  름      점수:  점    수

시험에 꼭! 나오는 문제

그림은 물질의 구조에 대한 생각을 모형으로 나타낸 것이다.

위 물질관에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 자연은 진공을 싫어한다.

② 돌턴의 원자설에 영향을 주었다.

③ 고대에 아리스토텔레스가 주장하였다.

④ 물질을 계속 쪼개면 결국에는 없어진다.

⑤ 공기를 압축시킬 때 부피가 줄어드는 것은 공기가 진해지기 때문이라고 설명한다.

오른쪽 그림은 보일의 J자관 실험을 나타낸 것이다. 이 실험에 대한 설명으로 옳은 것을 보기에서 모두 고르시오.

	<보기>
ㄱ. A 부분은 아무것도 없는 빈 공간이다. ㄴ. 공기에 빈 공간이 있음을 입증하였다. ㄷ. J자관에 수은을 더 넣으면 A 부분의 크기가 처음보다 커진다. ㄹ. 아리스토텔레스의 ‘자연은 빈 공간을 싫어한다’는 생각을 부정하는 실험이다.

돌턴의 원자설을 나타낸 모형으로 옳지 않은 것은?

①

②

③

④

⑤

중세의 연금술사들은 값싼 금속을 금으로 바꾸려고 노력했지만 실패하였다. 다음 돌턴의 원자설 중 그 이유를 가장 잘 설명할 수 있는 것은?

① 원자는 더 이상 쪼개지지 않는다.

② 모든 물질은 원자로 이루어져 있다.

③ 원자는 다른 종류의 원자로 변하지 않는다.

④ 원자의 종류에 따라 크기, 질량이 서로 다르다.

⑤ 원자들이 일정한 비율로 결합하여 새로운 물질을 만든다.

원자와 그 구성 입자에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 원자의 중심에는 (+)전하를 띤 원자핵이 있다.

② 전자는 (-)전하를 띠며, 원자핵 주위에서 운동하고 있다.

③ 원자핵 속에 들어 있는 양성자는 (+)전하를 띠고 있다.

④ 원자핵 속에 들어 있는 중성자는 (-)전하를 띠고 있다.

⑤ 원자는 양성자의 수와 전자의 수가 같아 전기적으로 중성이다.

그림은 학자들이 제안한 여러 가지 원자 모형을 임의의 순서로 나열한 것이다.

(가)∼(마)를 원자 모형의 변천 과정에 따라 시대 순으로 옳게 나열하시오.

㈎  전자를 가장 많이 얻어서 형성된 이온과 ㈏  전자를 가장 많이 잃어서 형성된 이온을 보기에서 각각 고르시오.

	<보기>
ㄱ. Na+ ㄴ. Cu2+ ㄷ. Al3+ ㄹ. F- ㅁ. S2-

그림은 두 원자 A와 B가 이온이 되는 과정이다.

㈎

㈏

위 모형에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?(단, A와 B는 임의의 원소 기호이다.)

① ㈎는 음이온, ㈏는 양이온이 형성되는 모형이다.

② ㈎와 ㈏에서 원자핵의 전하량은 변하지 않는다.

③ ㈎에서 생성된 이온을 이온식으로 나타내면 A-이다.

④ ㈏에서 생성된 이온을 이온식으로 나타내면 B2+이다.

⑤ 염소 원자가 이온이 되는 과정은 ㈏로 나타낼 수 있다.

이온식과 이온의 이름이 옳게 짝지어지지 않은 것은?

① Cl- : 염화 이온        ② K+ : 칼륨 이온

③ OH- : 수소화 이온      ④ NH4+ : 암모늄 이온

⑤ CO32- : 탄산 이온

매번 자주! 출제되는 문제

돌턴의 원자설에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 원자는 더 이상 쪼갤 수 없다.

② 같은 종류의 원자는 크기가 모두 같다.

③ 원자는 다른 종류의 원자로 변할 수 없다.

④ 원자는 없어지지 않지만, 새로 생길 수 있다.

⑤ 서로 다른 원자들이 일정한 비율로 결합하여 새로운 물질을 만든다.

오른쪽 그림은 원자를 모형으로 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

㉠

㉣

㉢

㉡

① ㉠은 전하를 띠지 않는다.

② ㉡은 (+)전하를 띠는 양성자이다.

③ ㉢은 (-)전하를 띠는 중성자이다.

④ ㉣은 원자핵 주위에서 움직이지 않는다.

⑤ ㉡과 ㉢의 수가 같아 원자는 전기적으로 중성이다.

오른쪽 그림은 어떤 원자의 모형을 나타낸 것이다.

이 원자가 가지는 양성자의 수와 전자의 수를 옳게 짝지은 것은?

양성자 수    전자 수       양성자 수    전자 수

①   2개         6개       ②    6개         6개

③   6개         9개       ④    9개         6개

⑤   9개         9개

다음 중 가장 많은 수의 전자가 이동하여 형성된 이온의 이온식은?

① NH4+          ② Ca2+           ③ Al3+

④ OH-           ⑤ SO42-

그림은 두 가지 이온의 모형을 나타낸 것이다.

㈎                  ㈏

㈎와 ㈏에 대한 설명으로 옳은 것은?

① 전자의 수는 ㈎ < ㈏이다.

② 양성자의 수는 ㈎ > ㈏이다.

③ ㈎는 양이온이다.

④ ㈏는 음이온이다.

⑤ ㈎와 ㈏는 양성자 수가 10개인 Ar 원자와 전자 수가 같다.

양성자 수가 12개인 마그네슘 원자가 이온이 되었을 때, 마그네슘 이온이 가지는 전자의 수는?

① 6개            ② 8개          ③ 10개

④ 12개           ⑤ 14개

다음은 이온이 형성되는 과정을 식으로 나타낸 것이다.

X  X2+ + 2⊖

이와 같은 과정에 의해 이온을 형성하는 원자를 보기에서 모두 고르시오. (단, X는 임의의 원소 기호이고, ⊖는 전자이다.)

	<보기>
ㄱ. O ㄴ. Li ㄷ. Be ㄹ. F ㅁ. Ca ㅂ. S

그림은 리튬 원자가 이온이 되는 과정을 모형으로 나타낸 것이다.

위 모형에서 생성된 이온의 이름과 이온식을 각각 쓰시오.

이것까지 풀면! 100점 맞는 문제

표는 몇 가지 이온의 양성자의 수와 전자의 수를 나타낸 것이다.

구분	양성자의 수	전자의 수
A	3개	2개
B	4개	2개
C	9개	10개
D	11개	10개

A～D를 양이온과 음이온으로 옳게 구분한 것은?

양이온    음이온          양이온    음이온

①   A, B      C, D       ②  B, D      A, C

③   A, D      B, C       ④ A, B, C      D

⑤ A, B, D      C

이온식 Ca2+에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?(단, Ca의 원자핵의 전하는 +20이다.)

① 칼슘 이온이라고 한다.

② 전자의 수는 18개이다.

③ 양성자의 수는 18개이다.

④ 원자핵의 (+)전하량이 전자의 (-)전하량보다 크다.

⑤ 원자가 전자 2개를 잃어 형성된 것이다.

정답과 해설

Ⅰ- 02 원자와 이온

1. ②

물질을 계속 쪼개면 결국에는 없어진다는 아리스토텔레스의 연속설을 나타낸 것이다. 돌턴의 원자설에 영향을 준 생각은 데모크리토스의 입자설이다.

2. ㄴ, ㄹ

A 부분은 공기를 이루는 입자와 그 사이의 빈 공간으로 이루어져 있어서, 수은을 더 넣으면 입자 사이의 빈 공간이 좁아지므로 A 부분의 크기가 처음보다 줄어든다.

3. ④

④의 모형에서는 새로운 원자가 생성되었으므로 돌턴의 원자설에 어긋난다.

4. ③

연금술사들은 값싼 금속을 금으로 바꾸려고 했지만 원자는 다른 종류의 원자로 변하지 않으므로 성공할 수 없었다.

5. ④

원자핵 속에 들어 있는 중성자는 전하를 띠지 않는다.

6. (마) - (나) - (가) - (라) - (다)

(가)는 러더퍼드의 원자 모형, (나)는 톰슨의 원자 모형, (다)는 현대의 원자 모형, (라)는 보어의 원자 모형, (마)는 돌턴의 원자 모형이다.

7. ㈎ ㅁ, ㈏ ㄷ

원자가 전자를 얻으면 (-)전하를 띠는 음이온이 형성되고, 원자가 전자를 잃으면 (+)전하를 띠는 양이온이 형성된다. 이온식에서 얻거나 잃은 전자의 수는 원소 기호 위의 숫자와 같다.

8. ⑤

㈎는 원자가 전자 1개를 얻어 음이온(A-)이 형성되는 과정이고, ㈏는 원자가 전자 2개를 잃어 양이온(B2+)이 형성되는 과정이다. 염소 원자는 이온이 될 때 전자 1개를 얻어 음이온(Cl-)이 된다.

9. ③

OH-는 수산화 이온이다.

10. ④

돌턴의 원자설에 따르면 원자는 새로 생기거나 없어지지 않는다.

11. ②

㉠은 (+)전하를 띠는 원자핵, ㉡은 원자핵에서 (+)전하를 띠는 양성자, ㉢은 원자핵에서 전하를 띠지 않는 중성자, ㉣은 (-)전하를 띠는 전자이다. 원자는 양성자와 전자의 수가 같아 전기적으로 중성을 띤다.

12. ⑤

원자핵의 전하가 +9이므로 양성자의 수는 9개이고, 원자핵 주위에 (-)전하를 띤 전자가 9개 있다.

13. ③

Al3+은 알루미늄 원자(Al)가 전자 3개를 잃어 +3가의 양이온이 된 것이다.

14. ⑤

㈎는 산화 이온(O2-), ㈏는 나트륨 이온(Na+)의 모형이다. ㈎와 ㈏는 전자의 수가 10개로 같다.

15. ③

마그네슘 원자는 전자 2개를 잃어 양이온(Mg2+)이 된다. 원자일 때 ‘양성자 수=전자 수’이므로 마그네슘 원자가 가지는 전자 수는 12개이고, 마그네슘 이온이 가지는 전자 수는 12개-2개=10개이다.

16. ㄷ, ㅁ

원자가 전자 2개를 잃고 +2가 양이온이 되는 과정을 나타낸 식이다. Be, Ca은 이와 같은 과정으로 각각 Be2+, Ca2+을 형성한다.

17. 리튬 이온, Li+

리튬 원자(Li)가 전자 1개를 잃어 양이온(Li+)이 되는 모형이다.

18. ⑤

양성자의 수가 전자의 수보다 많으면 양이온이고, 전자의 수가 양성자의 수보다 많으면 음이온이다.

19. ③

Ca2+은 원자가 전자 2개를 잃어 형성된 양이온이다. 원자가 이온이 될 때 양성자의 수는 변하지 않으므로 Ca2+의 양성자 수는 20개이다.