핵심 해설
이 문제는 원자가 이온(Ion)으로 변하는 과정에서의 전하(Charge) 변화를 이해하고 있는지 묻고 있어요. 그림 A와 B는 각각
양이온(Cation)과
음이온(Anion)의 형성 과정을 나타내고 있어요.
핵심 개념 분석 (Key Concept)
원자는 중심의 원자핵과 주변의 전자로 구성되는데, 가장 바깥 껍질의 전자를 잃거나 얻으면서 전기적 중성 상태를 벗어나 이온이 돼요. 이 과정은 생체 내 신경 신호 전달이나 근육 수축과 같은 전기생리학적 현상의 기초이며,
전기치료(Electrotherapy)의 원리를 이해하는 데도 매우 중요해요.
정답 근거 (Answer Rationale)
정답은
③번 '양전하 – 음전하'예요.
핵심! 그림 A는 중성 원자가 전자(e⁻) 하나를 잃는 과정을 보여줘요. 전자를 잃으면 상대적으로 (+) 전하를 띠는 양성자의 수가 많아지므로
양전하(Positive Charge), 즉
양이온(Cation)이 형성돼요.
그림 B는 중성 원자가 전자 하나를 얻는 과정을 보여줘요. 전자를 얻으면 전체적으로 (-) 전하가 증가하므로
음전하(Negative Charge), 즉
음이온(Anion)이 형성돼요. 따라서 A는 양전하, B는 음전하로 짝지어지는 것이 올바릅니다.
오답 분석 (Distractor Analysis)
혼동 주의!
①번 '양전하 – 양전하': 그림 B는 전자를 얻어 음전하를 띠므로 틀렸어요.
②번 '음전하 – 음전하': 그림 A는 전자를 잃어 양전하를 띠므로 틀렸어요.
④번 '음전하 – 양전하': 그림 A와 B의 전하 상태를 반대로 이해하고 있어요. 전자를 잃는 A는 양전하, 얻는 B는 음전하가 맞아요.
⑤번 '중성전하 – 중성전하': 두 그림 모두 전자를 얻거나 잃어 중성 상태가 깨진 이온 상태이므로 틀렸어요.
연관 개념 정리 (Related Concepts)
생체 내에서 이온의 이동은 안정막 전위(Resting Membrane Potential)를 형성하고 활동전위(Action Potential)를 발생시키는 근본 원리예요. 나트륨-칼륨 펌프(Na⁺-K⁺ Pump)가 세포 밖으로 Na⁺를, 안으로 K⁺를 이동시키는 과정도 양이온의 농도 차이를 만드는 대표적인 예시입니다.
개념 정리
| 구분 | 양이온 (Cation) | 음이온 (Anion) |
|---|
| 전하 | (+) 양전하 | (-) 음전하 |
| 전자 이동 | 전자를 잃음 (산화) | 전자를 얻음 (환원) |
| 형성 원리 | 양성자 수 > 전자 수 | 양성자 수 < 전자 수 |
| 생체 내 예시 | Na⁺, K⁺, Ca²⁺ | Cl⁻, HCO₃⁻ |
치료기전 포인트
이온토포레시스(Iontophoresis)는 직류전기를 이용해 약물 이온을 피부를 통해 체내로 침투시키는 전기치료 방법이에요. 같은 극성끼리는 밀어내고 다른 극성끼리는 끌어당기는 전기적 특성을 이용해, 양전하(+) 약물은 양극(Anode)에서, 음전하(-) 약물은 음극(Cathode)에서 투여하는 원리로, 이 문제에서 다룬 이온의 전하 개념이 직접적으로 적용됩니다.
암기 팁
고양이에게 물고기를 주면 좋아한다고 상상해 보세요!
고양이(Cat-ion)는
양전하(+)를,
물고기(An-ion)는
음전하(-)를 나타내는 것으로 연상하면 헷갈리지 않아요. 또한, '양이온'의 '양'은 '플러스(+)', '음이온'의 '음'은 '마이너스(-)'와 발음상 연결해 기억하는 것도 좋은 방법이에요.
국시 빈출 포인트
이온의 전하 특성은 전기치료학 과목에서 매우 빈번하게 출제돼요. 특히 이온토포레시스에서 약물의 극성에 따라 어느 전극에 배치해야 하는지 묻는 문제, 또는 활동전위 발생 시 탈분극(Depolarization)과 재분극(Repolarization) 과정에서의 Na⁺, K⁺ 이온의 이동 방향과 전하 변화를 묻는 문제로 자주 나오니, 이온의 종류별 전하와 이동 특성을 명확히 구분해 두세요.
