01 원소의 주기적 성질에 대한 설명으로 옳은 것은 O, 옳지 않은 것은 X로 표시하시오.

Ⅱ. 개성 있는 원소 / 2. 주기적 성질

11. 원소의 주기적 성질(1)

소단원 문제

① 같은 주기 원소의 경우 원자 번호 커질수록 유효 핵전하가 증가한다.·······································(     )

② 금속 원소의 경우 원자 반지름은 이온 반지름보다 작다.······················································(     )

③ 등전자 이온에서 원자 번호가 커질수록 이온 반지름은 작아진다.··············································(     )

④ 등전자 이온에서 원자 번호가 커질수록 이온 반지름은 작아진다.··············································(     )

02 다음 원자와 이온의 반지름의 크기를 비교하여 (   )안에 >, =, <으로 쓰시오.

(1) 3Li(    )5B               (2) 9F(     )9F-

(3) 8O2-(     )12Mg2+                 (4) 11Na(     )19K

03 표는 주기율표의 (가)~(라) 위치에 있는 원소에 대한 원자 반지름과 이온 반지름을 조사한 것이다. 주기율표의 (가)~(라)에 들어갈 원소 기호를 쓰시오. (단, A~D는 임의의 원소 기호이다.)

원소 기호	A	B	C	D
원자 반지름(nm)	0.072	0.089	0.099	0.123
이온 반지름(nm)	0.133	0.031	0.181	0.068

(1) (가) (      )             (2) (나) (      )

(3) (다) (      )             (4) (라) (      )

04 전기 음성도에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 전기 음성도가 가장 큰 원소는 F이다.

② 원자가 공유 전자쌍을 잡아당기는 능력을 의미한다.

③ 같은 주기에서 18족 원소가 가장 큰 값을 나타낸다.

④ 같은 족에서 원자 번호가 커질수록 대체로 감소한다.

⑤ 같은 주기에서 원자 번호가 커질수록 대체로 증가한다.

05 그림은 원소 A~D의 전기 음성도를 나타낸 것이다. (단, A~D는 각각 8O, 9F, 11Na, 12Mg중 하나이다.)

(1) A~D를 원자 번호가 작은 것부터 큰 순서대로 나열하시

오.

(2) A~D를 원자 반지름이 작은 것부터 큰 순서대로 나

열하시오.

(3) A~D가 가장 안정한 이온이 되었을 때 이온 반지름

이 작은 것부터 큰 순서대로 나열하시오.

06 그림은 2~4주기 원소들의 원자 번호에 따른 원자 반지름의 변화를 나타낸 것이다.

이 원소들에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 같은 주기 원소의 경우 원자 반지름 변화는 유효 핵 전하의 영향이 크다. ㄴ. 같은 족 원소의 경우 원자 번호가 커질수록 원자 반 지름이 증가한다. ㄷ. 4주기 1족 원소의 원자 반지름이 가장 작다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

07 그림은 중성 원자 Na, K, F, Cl와 각각의 이온인 Na+,

K+, F-, Cl-에 대한 반지름의 크기를 비교한 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것은?

① (가)는 A의 이온이다.

② (다)는 C의 이온이다.

③ (나)와 (라)는 같은 전하를 나타낸다.

④ B와 C의 원자 반지름 차이의 주된 요인은 전자껍질

수이다.

⑤ D의 원자 반지름이 가장 큰 이유는 유효 핵전하가 크

기 때문이다.

08 그림은 2, 3주기 원소 A~F의 원자 반지름과 이온 반지름을 원자 번호에 따라 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, A~F는 18족 원소를 제외한 임의의 원소 기호로, 모두 연속적인 원자 번호를 가진다.)

	<보 기>
ㄱ. A, B, C는 금속 원소이다. ㄴ. (가)는 원자 반지름을 나타낸다. ㄷ. (나)의 경향성을 나타내는 주된 이유는 유효 핵전하 때문이다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

09 그림은 임의의 2주기 원소 A~D의 원자 반지름과 전기 음성도를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, AD와 BC는 이온 결합 물질이다.)

	<보 기>
ㄱ. 바닥상태의 홀전자 수는 A와 D가 같다. ㄴ. 원자 번호는 B가 C보다 크다. ㄷ. 안정한 이온의 반지름은 D가 C보다 크다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

10 다음은 X와 Y의 이온의 바닥상태의 전자 배치를 나타낸 것이다.

• X2- : 1s22s22p6

• Y+ : 1s22s22p63s23p6

X와 Y에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, X와 Y는 임의의 원소 기호이다.)

	<보 기>
ㄱ. 전기 음성도는 X가 Y보다 크다. ㄴ. X의 원자 반지름은 이온 반지름보다 크다. ㄷ. 전자껍질 수에 따른 반지름의 변화를 알아보기 위해 서는 Y와 Y+을 비교한다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

11 그림은 임의의 원소 A~C의 원자 또는 이온의 전자 배치를 모형으로 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 원자 반지름은 B가 가장 크다. ㄴ. 전기 음성도는 A가 C보다 크다. ㄷ. 이온 반지름은 A-이 B2-보다 크다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

12 표는 세 가지 알칼리 금속 원소 A~C에 대한 자료를 나타낸 것이다.

구분	A	B	C
원자 반지름(nm)	152	186	227
전기 음성도	1.0	0.9	0.8

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 전자껍질 수는 A<B<C이다. ㄴ. 유효 핵전하는 A가 B보다 작다. ㄷ. A~C가 안정한 이온이 되면 모두 원자 반지름이 이온 반지름보다 크다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

서술형 문제

13 그림은 임의의 원소 A~D의 이온 반지름을 나타낸 것이다. (단, A~D는 각각 O, F, Na, Mg 중 하나이며, 이온의 전자 배치는 Ne의 바닥상태와 같다.)

(1) A, B, C, D에 해당하는 원소 기호를 쓰시오.

(2) A와 B의 원자 반지름의 크기를 부등호로 비교하고, 그렇게 판단한 이유를 서술하시오.

(3) B와 C의 원자 반지름의 크기를 부등호로 비교하고, 그렇게 판단한 이유를 서술하시오.

14 그림은 주기율표의 일부를 나타낸 것이다.

다음에 제시된 조건 (가)~(라)에 해당하는 원소의 원자 번호의 합을 구하고, (가)~(라)에 해당하는 원소의 종류와 원자 번호를 언급하여 구하는 과정을 서술하시오.

(가) 전기 음성도가 가장 큰 원소

(나) 2주기에서 바닥상태의 홀전자 수가 3개인 원소

(다) 금속 원소 중 원자 반지름이 가장 큰 원소

(라) 안정한 이온의 전자 배치가 Ar과 같을 때, 이온

반지름이 가장 작은 원소

정답과 해설

01 (1)O (2)X (3)X (4)O (5)X  02 (1)> (2)< (3)> (4)<  03 (1)D  (2) B (3)A (4)C  04 ③  05 (1) C-D-A-B (2) D-C-B-A (3) B-A-D-C 06 ③   07 ③  08 ④  09 ①  10 ④  11 ②  12 ⑤ 13 (1)A:Na, B:Mg, C:O, D:F (2)해설참조 (3)해설참조 14 해설참조

01

(1) 같은 주기 원소의 경우 원자 번호가 커질수록 핵전하

량이 증가하므로 유효 핵전하는 증가한다.

(2) 금속 원소의 경우 원자가 전자를 잃고 양이온을 형성

하므로 원자 반지름이 이온 반지름보다 크다.

(3) 등전자 이온에서 원자 번호가 커질수록 유효 핵전하가

증가하므로 이온 반지름은 작아진다.

(4) 같은 주기에서 비활성 기체를 제외한 원소들은 원자

번호가 커질수록 전기 음성도는 대체로 증가한다.

02

(1) 같은 주기 원소의 경우 원자 반지름은 원자 번호가 커

질수록 감소한다. 따라서 Li의 원자 반지름이 B보다 크다.

(2) 음이온의 경우 비금속 원소가 전자를 얻어 이온이 되

므로 전자 수가 많아져 전자 사이의 반발력에 의해 이온

반지름이 원자 반지름보다 크다. 따라서 F-의 반지름이 F

보다 크다.

(3) 등전자 이온의 경우 원자 번호가 클수록 유효 핵전하

가 크게 나타나므로 이온 반지름은 감소한다. 따라서 O2-

의 이온 반지름이 Mg2+보다 크다.

(4) 같은 족 원소의 경우 원자 번호가 커질수록 전자껍질

수가 증가하므로 원자 반지름은 증가한다. 따라서 K의 원

자 반지름이 Na보다 크다.

03

금속 원소는 전자를 잃고 양이온이 되면서 반지름이 감소

한다. 따라서 원자 반지름이 이온 반지름보다 큰 B와 D가

금속 원소이다. 비금속 원소는 전자를 얻어 음이온이 되면

서 반지름이 증가한다. 따라서 원자 반지름보다 이온 반지

름이 큰 A와 C가 비금속 원소이다.

금속 원소는 (가)와 (나)이므로 B와 D는 같은 주기이고,

같은 주기에서 원자 번호가 클수록 유효 핵전하가 증가하여 원자 반지름이 작아지므로 (가)는 D, (나)는 B가 된다.

비금속 원소는 (다)와 (라)이므로 A와 C는 같은 족이고,

같은 족에서 원자 번호가 클수록 원자 반지름이 증가하므

로 (다)는 A, (라)는 C가 된다.

04

전기 음성도는 두 원자의 공유 결합으로 생성된 분자에서

원자가 공유 전자쌍을 끌어당기는 힘의 세기를 상대적인

수치로 나타낸 것이다. 그리고 전기 음성도는 플루오린(F)

의 전기 음성도를 4.0으로 정하고, 이 값을 기준으로 하여

다른 원소들의 전기 음성도를 상대적으로 정한 값이므로

같은 주기에서는 원자 번호가 클수록 유효 핵전하가 증가

하여 대체로 증가하고, 같은 족에서는 원자 번호가 클수록

전자껍질 수가 증가하여 대체로 감소한다.

③ 18족 원소는 매우 안정하여 다른 원자들과 결합하지

않으므로 전기 음성도는 18족을 제외하고 다룬다.

05

전기 음성도는 플루오린(F)이 가장 크고, 비금속 원소가

금속 원소에 비해 크게 나타나며, 같은 주기에서는 원자

번호가 커질수록 대체로 증가하므로 A는 나트륨(Na), B

는 마그네슘(Mg), C는 산소(O), D는 플루오린(F)이다.

(1) 원자 번호가 작은 것부터 큰 순서대로 나열하면 8번

산소(O), 9번 플루오린(F), 11번 나트륨(Na), 12번 마그네

슘(Mg)이므로 C-D-A-B 순이다.

(2) 전자껍질 수가 적을수록, 전자껍질 수가 같은 경우(같

은 주기)에는 원자 번호가 클수록 원자 반지름이 작다. 따

라서 원자 반지름이 작은 것부터 큰 순서대로 나열하면 9

번 플루오린(F), 8번 산소(O), 12번 마그네슘(Mg), 11번

나트륨(Na)이므로 D-C-B-A 순이다.

(3) 가장 안정한 이온이 되면 모두 네온(Ne)의 전자 배치

를 가진 등전자 이온에 해당하므로 원자 번호가 클수록

이온 반지름이 작아진다. 따라서 이온 반지름이 작은 것부

터 큰 순서대로 나열하면 12번 마그네슘(Mg), 11번 나트

륨(Na), 9번 플루오린(F), 8번 산소(O)이므로 B-A-D-C

순이다.

06

ㄱ. 같은 주기 원소의 경우 원자 번호가 증가할수록 유효

핵전하가 증가하므로 원자 반지름이 감소한다.

ㄴ. 같은 족 원소의 경우 원자 번호가 커질수록 전자껍질

수가 증가하므로 원자 반지름이 커진다.

ㄷ. 원자 반지름이 가장 큰 원소는 전자껍질 수가 가장 많고, 같은 전자껍질 수를 가진 원소 중에는 원자 번호가 작은 원소에 해당하므로 4주기 1족 원소인 칼륨(K)이다.

오답 체크

07

③ (나)와 (라)는 음전하를 띠는 음이온이다.

① (가)([eqn: rmNa ^{+}])는 C(Na)의 이온이다.

오답 체크

② (다)([eqn: rmK ^{+}])는 D(K)의 이온이다.

④ B와 C는 전자껍질 수가 같으므로 이들의 원자 반지름

차이가 나타나는 주된 요인은 유효 핵전하이다.

⑤ D의 원자 반지름이 가장 큰 이유는 전자껍질 수가 가
장 많기 때문이다.

08

금속 원소의 경우 원자가 전자를 잃고 양이온을 형성하므로 원자 반지름이 이온 반지름보다 크다. 한편, 비금속 원소의 경우 전자를 얻어 음이온을 형성하므로 전자들에 의한 반발력으로 원자 반지름이 이온 반지름보다 작다. 또한 2, 3주기의 등전자 이온의 경우 원자 번호가 증가함에 따라 유효 핵전하가 증가하여 이온 반지름이 감소한다. 따라서 (가)는 원자 반지름이고, (나)는 이온 반지름이며, A는 질소(N), B는 산소(O), C는 플루오린(F), D는 나트륨(Na), E는 마그네슘(Mg), F는 알루미늄(Al)임을 알 수 있다.

ㄴ. (가)는 원자 반지름을 나타내고, (나)는 이온 반지름을

나타낸다.

ㄷ. 이온 반지름이 (나)의 경향성을 나타내는 주된 이유는

등전자 이온에서 원자 번호가 증가할수록 유효 핵전하가

증가하여 이온 반지름이 감소하기 때문이다.

ㄱ. A, B, C는 각각 질소(N), 산소(O), 플루오린(F)이므로 비금속 원소이다.

오답 체크

09

A~D는 2주기 원소이고, AD와 BC가 이온 결합 물질이므로 A와 B는 금속 원소이고, C와 D는 비금속 원소이다.

따라서 A는 리튬(Li), B는 베릴륨(Be), C는 산소(O), D는

플루오린(F)임을 알 수 있다.

ㄱ. A(Li)의 바닥상태 전자 배치는 [eqn: 1s ^{2} 2s ^{1}]이고, D(F)의 바

닥상태 전자 배치는 [eqn: 1s ^{2} 2s ^{2} 2p ^{5}]이므로 홀전자 수는 A와 D

모두 1개로 같다.

ㄴ. 원자 번호는 B(Be)가 4, C(O)가 8이므로 C가 B보다 크다.

오답 체크

ㄷ. C(O)와 D(F)가 안정한 이온이 되면 모두 네온(Ne)의

전자 배치를 이루므로 유효 핵전하가 작은 C의 이온 반지

름이 D보다 크다.

10

ㄱ. 전기 음성도는 2주기 비금속 원소인 X가 3주기 금속

원소인 Y보다 크다.

ㄷ. 양이온은 원자가 전자를 잃으면서 전자껍질 수가 감소

하여 이온 반지름이 원자 반지름보다 작아지므로 전자껍

질 수에 따른 반지름의 변화를 알아보기 위해서는 Y와

Y+을 비교한다.

ㄴ. X의 이온은 음이온이다. 따라서 이온이 되었을 때 전자 사이의 반발력이 증가하므로 원자 반지름은

오답 체크

이온 반지름보다 작다.

11

A의 전자 배치는 1s22s22p5이므로 2주기 17족 원소에 해당

하는 플루오린(F)이고, B2-과 C+의 전자 배치는 1s22s22p6

으로 네온 (Ne)의 전자 배치를 이루므로 B는 산소(O), C

는 나트륨(Na)임을 알 수 있다.

ㄴ. 전기 음성도는 플루오린(F)이 가장 크고, 비금속 원소

가 금속 원소보다 크므로 A(F)가 C(Na)보다 크다.

ㄱ. 원자 반지름이 가장 큰 원소는 전자껍질 수가 가장 많은 C(Na)이다.

오답 체크

ㄷ. A-과 B2-은 전자 수가 같으므로 등전자 이온이며, 등

전자 이온의 경우 이온 반지름은 유효 핵전하가 클수록

작게 나타나므로 A-이 B2-보다 작다.

12

ㄱ. 알칼리 금속 원소는 1족 원소에 해당하며, 원자 번호

가 커질수록 전자껍질 수가 증가하므로 원자 반지름이 커진다. 따라서 원자 번호는 A<B<C임을 알 수 있으며, 전

자껍질 수도 A<B<C이다.

ㄴ. 같은 족 원소의 경우 유효 핵전하는 원자 번호가 작을

수록 작으므로 A가 B보다 작다.

ㄷ. A~C가 안정한 이온이 되면 모두 양이온을 형성하므로

전자껍질 수가 감소하여 원자 반지름이 이온 반지름보다

크다.

13

모범답안_ (1) A: Na, B: Mg, C: O, D: F

(2) A>B, 같은 주기 원소의 경우 원자 번호가 클수록 유

효 핵전하가 커서 원자 반지름이 감소하기 때문이다.

(3) B>C, B의 전자껍질 수가 C보다 많기 때문이다.

해설_ (1) A~D가 안정한 이온을 이루면 모두 네온(Ne)의 전자 배치를 이루는데, 등전자 이온의 경우 원자 번호가 커질수록 유효 핵전하가 증가하므로 이온 반지름은 작아진다. 따라서 이온 반지름이 가장 작은 B는 원자번호 12인 마그네슘(Mg)이고, 그 다음 A는 원자번호 11인 나트륨(Na), D는 원자번호 9인 플루오린(F), C는 원자번호 8인 산소(O)이다.

(2) 같은 주기 원소의 경우 원자 번호가 클수록 유효 핵전

하가 크므로 원자 반지름이 감소한다.

(3) B는 3주기 원소이고, C는 2주기 원소이므로 전자껍질

수가 많은 B의 원자 반지름이 C보다 크다.

(2) 같은 주기, 유효 핵전하 (3) 전자껍질 수

정답 키워드

문항	등급	채점 기준	배점(%)
(2)	A	원자 반지름의 크기를 옳게 비교하고, 이유를 옳게 서술한 경우	100
	B	원자 반지름의 크기만 옳게 비교한 경우	40
(3)	A	원자 반지름의 크기를 옳게 비교하고, 이유를 옳게 서술한 경우	100
	B	원자 반지름의 크기만 옳게 비교한 경우	40

14

모범답안_ 55, (가)는 원자 번호 9인 플루오린(F), (나)는 원자 번호 7인 질소(N), (다)는 원자 번호 19인 칼륨(K), (라)는 원자 번호 20인 칼슘(Ca)이다. 따라서 9+7+19+20=55이다.

해설_ (가) 전기 음성도가 가장 큰 원소는 플루오린(9F)이다.

(나) 2주기 원소 중에서 바닥상태의 홀전자 수가 3개인 원소는 1s22s22p3의 전자 배치를 가지는 질소(7N)이다.

(다) 금속 원소 중 원자 반지름이 가장 큰 원소는 전자껍질 수가 가장 많고, 원자 번호가 작아야 하므로 칼륨(19K)이다.

(라) 안정한 이온의 전자 배치가 Ar과 같을 때 이온 반지름이 가장 작으려면 등전자 이온에서 유효 핵전하가 가장 커야 하므로 원자 번호가 가장 큰 칼슘(20Ca)이다.

원자 번호, 플루오린, 질소, 칼륨, 칼슘

정답 키워드

등급	채점 기준	배점(%)
A	원자 번호의 합을 옳게 구하고, 구하는 과정을 옳게 서술한 경우	100
B	원자 번호의 합만 옳게 구한 경우	40