2021-07-07
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장재용(jamie0519)
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요약 : 위 문제에서 학습내용을 바탕으로 할 때 "등전자 이온의 경우 유효핵전하가 커질수록 이온반지름은 감소한다."라는 가설이 자료 분석 결과, 결론에 적합하지 않은 것 같은데, 맞나요?
안녕하세요. 화학1을 공부하고 있는 고등학교 2학년 학생입니다. 선생님께서 답은 "유효핵전하가 커질수록 이온반지름은 감소한다"라고 하셨고 저는 "원자번호가 증가할수록 이온 반지름은 감소한다."라고 썼습니다. 그런데 선생님께서는 학습내용에서 원자번호가 증가하면 유효핵전하도 증가해서 원자반지름이 작아진다는 것을 알기 때문에 이를 이용해서 등전자이온에서도 유효핵전하가 커지면 이온반지름도 작아질 것이라는 가설을 세우는 것이 적합하기 때문이라고 설명하시면서 저의 답변은 미흡한 부분이 있어 감점하셨습니다.
그런데 위 실험에서 자료 분석 결과에는 등전자 이온들의 유효핵전하가 제시되어있지 않고 이온의 유효핵전하는 원자의 유효핵전하와 다르기 때문에 이온에서의 유효핵전하를 모르는 상황이고 객관적으로 주어진 값은 원자번호 밖에 없어서 원자번호를 이용해서 가설을 세우는 것이 유효핵전하를 이용해서 세우는 것보다 타당하지 않나요?
+ps.감점 여부에 따라 등급이 갈리는 문제입니다. 제발 도와주세요ㅠㅠ 그리고 저의 근거를 뒷받침할 근거(평가원 문제, 논문 등)도 있으면 알려주시면 감사하겠습니다.
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답변 3
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답변
김병관님의 답변
2021-07-08- 3
보다 상세하게는 '등전자 이온의 경우, 원자번호가 증가할 수록 유효핵전하가 커지므로 이온반지름은 감소한다'가 좋을 것 같은데요. 선생님을 잘 설득해보셔야 할 것 같습니다. 학습 내용 조건을 아래의 참고자료에 나와있는 정의와 비슷하게 생각해 볼 수 있을 것 같습니다.
등전자 이온(isoelectronic ion) - [과학백과사전]
이온상태로 있을 때 같은 수의 전자를 가지고 있어, 같은 전자껍질을 가지는 전자배치가 같은 이온을 말한다. 전자의 수가 같기 때문에 원자핵의 전하량이 클수록 핵이 전자를 강하게 끌어들여 이온의 부피가 줄어들고 반지름이 작아지게 된다. 반대로 양성자가 적을 경우 전자를 끌어들이는 힘도 약해 전자가 분산되어 부피가 커지고 반지름도 커지게 된다. 또한 원자번호가 클수록 원자핵의 양성자 수가 많으므로 이온 반지름은 감소하게 된다.
https://www.scienceall.com/%EB%93%B1%EC%A0%84%EC%9E%90-%EC%9D%B4%EC%98%A8isoelectronic-ion/
You can see that as the number of protons in the nucleus of the ion increases, the electrons get pulled in more closely to the nucleus. The radii of the isoelectronic ions therefore fall across this series.
https://www.chemguide.co.uk/atoms/properties/atradius.html
When we consider effective nuclear charge then, the ions of greater nuclear charge attract those ten electrons more strongly and pull them in more tightly. Therefore, the radii of the ions in an isoelectronic series decrease as nuclear charge (or atomic number) increases.
https://sites.google.com/site/periodictrends/home/atomic-and-ionic-radii -
답변
양현모님의 답변
2021-07-08- 2
제가 보기엔 문제를 보면 학습내용을 토대로 가설을 세우라고 되어있는데, 학습 내용은 원자반지름이 번호가 커짐에 따라 커지는 이유를 유효 핵전하로 설명하고 있어요. 그럼 제가 보기엔 가설도 그에 맞춰서 세워야 할것으로 생각되며 선생님께서 '유효핵전하가 커질 수록 반지름이 커진다' 로 모범 답안을 제시한 것으로 보입니다. 그런데 단순히 원자 번호가 커지면 이온 반지름이 커진다고 하면 학습내용의 유효 핵전하 내용이 빠져 있으므로 선생님이 기준을 어떻게 세우셨냐에 따라 부분 점수 혹은 오답 처리 될 수 있을것 같습니다. 이건 제 생각일 뿐이라서 선생님의 주관적인 기준 생각과 함께 그동안 학습하셨던 내용을 토대로 작성이 되어야 할 것 같아요.
조윤환(brmdolee) 2021-07-09답변을 작성하시는 과정에서 약간의 혼동이 있었던 걸로 보입니다. 유효핵전하가 커지면 반지름이 감소한다로 설명하셔야 하는데 반대로 설명하셨습니다. 이 부분을 제외한다면 전체적인 설명과 견해에 저도 동의 합니다.
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답변
조윤환님의 답변
2021-07-09- 1
반갑습니다. 앞서 여러분이 좋은 답변을 해주셨습니다. 중복되는 내용은 빼고 제 개인적인 의견을 말씀드리겠습니다.
안타깝지만 저는 질문 주신 분의 의견에 동의하기 어렵습니다. 일종의 논리적 모순이 보입니다.
고등학교 교육과정에서 시험의 평가 기준에 대해선 제가 잘 모르기 때문에 가만 하고 읽어 주시길 부탁 드립니다.
1. 선생님께서 제시하신 결론의 적합성
결론으로서 적합치 않다고 생각 하시는 듯 한데.....제 생각엔 학습 내용으로 추론할 수 있는 원인과 결과(현상)를 모두 담고 있기 때문에 적절하다 생각합니다. 무엇보다도 과학적 가설과 추론을 통해 도출하는 결론은 그 목적이 현상을 설명하는데 국한되어 있는 것이 아니라 예측 가능성을 찾는데 있습니다. 제 생각으론 질문하신 분의 결론은 그 부분이 부족하고 그 것을 평가 지표로 삼았다면 합리적인 평가라고 생각합니다.
2. 자료 분석 결과에는 등전자 이온들의 유효핵전하가 제시되어있지 않다.
실험 데이터에 유효 핵전하가 제시되어 있지 않다는 주장은 사실 입니다.
하지만 원자번호와 이온의 전하가 표시되어 있으므로 충분히 정량적 비교가 가능합니다. 사실 '등전자 이온' 이라는 설정 자체가 이러한 논란을 원천 차단하기 위한 장치라고 봐야 합니다. 앞서 학습 내용은 같은 주기의 원자들 간의 비교이므로 전자의 음전하와 중심핵의 양전하가 일치하는 경우임에도 불구하고 원자번호 증가에 따라 유효 핵전하가 증가함을 알려줍니다. 따라서 등전하 이온에서 원자번호 증가는 음전하는 고정되어 있는 상태에서 핵전하만 증가하는 것을 의미하므로 당연히 유효핵전하의 증가를 의미 합니다.
따라서 "유효핵전하가 제시되어있지 않다" 는 주장은 설득력이 약합니다.
이해하시는데 도움이 되었으면 합니다. 다소 질문하신 분의 의견을 정면으로 반박하는 답변으로 생각하실 수 있겠으나, 저도 고1 자녀를 두고 있는 부모의 한 사람으로서 매우 안타까운 일이라고 생각합니다.
하지만 이 부분에 대해 선생님께 주장을 하시더라도 자신의 주장이 정당한지, 또는 내 주장의 약점은 없는지 생각해보고 접근할 필요가 있다고 생각 합니다. 그래야 무리한 선택을 하지 않을 수 있고, 상대에게 긍정적인 검토를 부탁할 수 있습니다. 양측의 견해 차가 큰 상태에서 접근하면 서로 큰 갈등이 생깁니다. 논리적으로 완벽하다면 강하게 주장할 수 있겠으나 그렇지 못한 상황이라 생각합니다.
평가 기준에 대해선 선생님과 잘 이야기해서 조정해볼 수 있도록 해보시고 아무쪼록 긍정적인 결과가 있길 바래봅니다.