화학1 - 동위원소 접근법 (+질문받아요)
최근에 화학1 질문을 받다 보면 동위원소 문항에 대한 질문이 종종 들어와요.
다양한 문제들을 가져와서 질문을 하는데 항상 이야기 하다 보면 두 가지 접근으로 귀결되더라고요.
존재비율 구하기와, 질량 처리하기.
여기서 존재비율 구하기는 나중에 이야기 하기로 하고
질량이 나오는 동위원소 문제를 어떻게 접근해야 하는지 이야기 해볼게요.
1. 질량(수) = 양성자수 + 중성자수
동위원소의 본질이 무엇이냐 라고 하면 "양성자수는 같고, 중성자수는 다른" 입니다.
결국 문제도 여기서 나오게 되죠. (+ 존재비율)
그래서 질량이 나오면 저는 일단 양성자수와 중성자수로 나눠서 접근하는 습관을 가지고 있어요.
이렇게 하면 이전에는 질량, 양성자, 중성자 세개를 생각해야 했던거를
양성자, 중성자만 생각하면 된다는 장점이 있어요.
너무 당연하게 보이겠지만, 이거는 생각할거리를 하나 줄여주고
문제에서 꼬일 확률을 많이 낮춰줘요.
아무튼 이거를 직접 평가원 문제에 적용시켜볼게요.
작년 수능 동위원소 문제입니다.
중성자수 - 양성자수, 그리고 질량수 에 대한 정보가 나와있죠.
여기서 우리는 질량수를 중성자수 + 양성자수로 볼겁니다.
그러면 질량수 + (중성자수 - 양성자수) = 2 * 중성자수 로 A,B,C,D의 합은 2 * 76 = 152라는걸 알 수 있죠.
즉 4m + 4 = 152, m = 37을 빠르게 떠올릴 수 있습니다.
여기서 한단계 더 나아가서
질량수 - (중성자수 - 양성자수) = 2 * 양성자수가 된다는 것 까지 봐주면 베스트죠.
이 값은 각각 36, 34,36, 34이며, 이 값이 같다는 뜻은 양성자수가 같다는 뜻
즉 동위원소라는 뜻으로 어떤 쌍이 동위원소인지 바로 볼 수 있습니다.
이번 6평 동위원소 문제도 한번 봐보죠.
여기서는 (가)의 질량이 나와있으니 23을 양성자와 중성자로 나눠볼게요.
(가)의 CO2에서 양성자 : 중성자 = 22:24 = 11:12로 나와있으니 양성자 11몰, 중성자 12몰이 있네요.
(가)와 (나)의 밀도가 같다 = 46g이다
이때 양성자수는 2VL니까 22몰, 즉 중성자수는 24몰
으로 바로 구할 수 있어요.
(나)에서 존재비율을 구하지 않고 답을 구할 수 있는거죠.
이 질량을 양성자 + 중성자로 보는 접근법은 6년 전 수능에서도 사용된 아이디어입니다.
19학년도 수능 14번 문제죠.
(가)에서 양성자 25, 중성자 20이라고 본다면
(나)에서 양성자는 25일거고, 그러면 질량비를 맞추기 위해 중성자는 21이 되어야 하죠.
존재비율을 구하지 않고 답이 바로 나옵니다.
왜 6년 전 수능까지 끌고왔냐 하면
문제의 본질은 바뀌지 않는다는 것을 보여주기 위함이에요.
비킬러, 준킬러의 경우 대부분 같은 주제를 담고 있고 그 포장만 조금씩 변합니다.
그런데 새로운 포장이 튀어나올 경우 학생들은 당황하고 접근을 못하다가 시간을 날리고 시험을 망치는 경우가 많죠.
그렇기에 결국 문제와 유형의 본질을 잘 공부하는게 중요합니다.
(킬러는 좀 다름)
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