식품 포장재, 세제 용기 등으로 사용되는 플라스틱은 생활에서 흔히 ⓐ접할 수 있다. 플라스틱은 ‘성형할 수 있는, 거푸집으로 조형이 가능한’이라는 의미의 ‘플라스티코스’라는 그리스어에서 온 말로, 열과 압력으로 성형할 수 있는 고분자 화합물을 이른다.
플라스틱은 단위체인 작은 분자가 수없이 반복 연결되는 중합을 통해 만들어진 거대 분자로 이루어져 있다. 단위체들은 공유 결합으로 연결되는데, 분자를 구성하는 원자들이 서로 전자를 공유하여 안정한 상태가 되는 결합을 공유 결합이라 한다. 두 원자가 각각 전자를 하나씩 내어놓아 그 두 개의 전자를 한 쌍으로 공유하면 단일 결합이라 하고, 두 쌍을 공유하면 이중 결합이라 한다. 공유 전자쌍이 많을수록 원자 간의 결합력은 강하다. 대부분의 원자는 가장 바깥 전자 껍질의 전자 수가 8개가 될 때 안정해진다. 탄소 원자는 가장 바깥 전자 껍질에 4개의 전자를 갖고 있어, 다른 원자들과 전자를 공유하여 안정해질 수 있으며 다양한 형태의 공유 결합이 가능하여 거대한 분자의 골격을 이룰 수 있다.
플라스틱의 한 종류인 폴리에틸렌은 에틸렌 분자들이 서로 연결되는 중합 과정을 거쳐 만들어진다. 에틸렌은 두 개의 탄소 원자와 네 개의 수소 원자로 이루어지는데, 두 개의 탄소 원자가 서로 이중 결합을 하고 각각의 탄소 원자는 두 개의 수소 원자와 단일 결합을 한다. 탄소 원자 간의 이중 결합에서는 한 결합이 다른 하나보다 끊어지기 쉽다.
에틸렌의 중합에는 여러 가지 방법이 있는데 그중에 하나는 과산화물 개시제를 사용하는 것이다. 열을 흡수한 과산화물 개시제는 가장 바깥 껍질에 7개의 전자가 있는 불안정한 상태의 원자를 가진 분자로 분해된다. 이 불안정한 원자는 안정해지기 위해 에틸렌이 가진 탄소의 이중 결합 중 더 약한 결합을 끊어 버리면서 에틸렌의 한쪽 탄소 원자와 전자를 공유하며 단일 결합한다. 그러면 다른 쪽 탄소 원자는 공유되지 못한, 홀로 남은 전자를 갖게 된다. 이 불안정한 탄소 원자는 같은 방식으로 다른 에틸렌 분자와 반응을 하게 되고, 이와 같은 반응이 이어지며 불안정해지는 탄소 원자가 계속 생성된다. 에틸렌 분자들이 결합하여 더해지면 이것들은 사슬 형태를 이루며, 이 사슬은 지속적으로 성장하고 사슬 끝에는 불안정한 탄소 원자가 존재하게 된다. 성장하는 두 사슬의 끝이 서로 만나 결합하여 안정한 상태가 되면 반복적인 반응이 멈추게 된다. ㉠이 중합 과정을 거쳐 에틸렌 분자들은 폴리에틸렌이라는 고분자 화합물이 된다.
플라스틱을 이루는 거대한 분자들은 길이가 길다. 그래서 사슬들이 일정한 방향으로 나란히 배열되어 있는 결정 영역은, 분자들 전체에서 기대할 수는 없지만 부분적으로 있을 수는 있다. 플라스틱에서 결정 영역이 차지하는 부분의 비율은 여러 조건에 따라 조절이 가능하고 물성에 영향을 미친다. 결정 영역이 많아질수록 플라스틱은 유연성이 낮아 충격에 약하고 가공성이 떨어지며 점점 불투명해지지만, 밀도가 높아져 단단해지고 화학 물질에 대한 민감성이 감소하며 열에 의해 잘 변형되지 않는다. 이런 성질을 활용하여 필요에 따라 다양한 종류의 플라스틱을 만들 수 있다.
8. 윗글에서 알 수 있는 내용으로 적절하지 않은 것은?
단위체들은 중합을 거쳐 거대 분자를 이룰 수 있다.
② 에틸렌 분자에는 단일 결합과 이중 결합이 모두 존재한다.
③ 플라스틱이라는 명칭의 유래는 열과 압력으로 성형이 되는 성질과 관련이 있다.
④ 불안정한 원자를 가진 에틸렌은 과산화물을 개시제로 쓰면 분해되면서 안정해진다.
⑤ 탄소와 탄소 사이의 이중 결합 중 하나의 결합 세기는 나머지 하나의 결합 세기보다 크다.
9. ㉠에 대한 이해로 적절하지 않은 것은?
① 성장 중의 사슬은 그 양쪽 끝부분에서 불안정한 탄소 원자가 생성된다.
② 사슬의 중간에 두 탄소 원자가 서로 전자를 하나씩 내어놓아 공유하는 결합이 존재한다.
③ 상태가 불안정한 원자를 지닌 분자의 생성이 연속적인 사슬 성장 반응이 일어나는 계기가 된다.
④ 공유되지 못하고 홀로 남은 전자를 가진 탄소 원자는 사슬의 성장 과정이 종결되기 전까지 계속 발생한다.
⑤ 에틸렌 분자를 구성하는 탄소 원자들 사이의 이중 결합이 단일 결합으로 되면서 사슬의 성장 과정을 이어 간다.
10. 윗글을 바탕으로 <보기>의 ㉮와 ㉯를 이해한 내용으로 적절한 것은? [3점]
<보 기>
폴리에틸렌은 높은 압력과 온도에서 중합되어 사슬이 여기저기 가지를 친 구조로 만들어지기도 한다. ㉮가지를 친 구조의 사슬들은 조밀하게 배열되기 힘들다. 한편 특수한 촉매를 사용하여 저온에서 중합되면 탄소 원자들이 이루는 사슬이 한 줄로 쭉 이어진 직선형 구조로 만들어지기도 한다. 이 ㉯직선형 구조의 사슬들은 한 방향으로 서로 나란히 조밀하게 배열될 수 있다.
① 충격에 잘 깨지지 않도록 유연하게 하려면 ㉮보다 ㉯로 이루어진 소재가 적합하겠군.
② 포장된 물품이 잘 보이게 하려면 포장재로는 ㉮보다 ㉯로 이루어진 소재가 적합하겠군.
③ 보관 용기에서 화학 물질이 닿는 부분에는 ㉮보다 ㉯로 이루어진 소재를 쓰는 것이 좋겠군.
④ ㉯보다 ㉮로 이루어진 소재의 밀도가 더 높겠군.
⑤ 열에 잘 견디게 하려면 ㉯보다 ㉮로 이루어진 소재가 적합하겠군.
11.ⓐ와 문맥상 가장 가까운 것은?
① 요즘 신도시는 아파트가 대규모로 서로 접해 있다.
② 그는 자신의 수상 소식을 오늘에야 접하게 되었다.
③ 나는 교과서에서 접한 시를 모두 외웠다.
④ 우리나라는 삼면이 바다에 접해 있다.
⑤ 우리 집은 공원을 접하고 있다
지문해설 : 이 글은 열과 압력으로 성형할 수 있는 고분자 화합물인 플라스틱의 분자 구조와 그 형성 원리에 대해 설명하고 있다. 그리고 플라스틱의 한 종류인 폴리에틸 렌의 중합 과정을 예시로 들며 플라스틱의 거대한 분자 구조가 어떻게 형성되는지를 설명하고 있다. 플라스틱은 단위체인 작은 분자가 수없이 반복 연결되는 중합을 통해 만들어진다. 중합을 통해 만들어진 플라스틱은 분자 중 일부가 결정 영역을 이룰 수있으며, 플라스틱의 전체 분자 중에서 결정 영역이 차지하는 비율에 따라 물성이 달라진다.
[주제] 중합 과정으로 만들어지는 플라스틱과 그 특징
8. 세부 내용 파악 정답해설 : 4문단에서 열을 흡수한 과산화물 개시제는 가장 바깥 껍질에 7개의 전자가 있는 불안정한 상태의 원자를 가진 분자로 분해된다고 하였다. 이 불안정한 원자가 에틸렌이 가진 탄소의 이중 결합 중 더 약한 결합을 끊어 버리면서 에틸렌의 한쪽 탄소 원자와 전자를 공유하며 단일 결합하고, 에틸렌의 다른 쪽 탄소 원자는 공유되지 못한 전자를 가지게 되어 불안정한 상태가 된다. 그리고 이 불안정한 탄소 원자는 같은 방식으로 다른 에틸렌 분자와 반응하며 안정한 상태가 되려고 한다. 이를 통해 볼 때, 불안정한 원자를 가진 에틸렌이 과산화물 개시제를 통해 안정해지는 것이 아니라, 과산화물 개시제로 인해 에틸렌이 불안정한 원자를 가지게 되는 것이다.
정답 ④ [오답피하기] ① 2문단에서 플라스틱은 단위체인 작은 분자가 수없이 반복 연결되는 중합을 통해 만들어진 거대 분자로 이루어져 있다고 하였다. ② 3문단에서 에틸렌은두 개의 탄소 원자가 서로 이중 결합을 하고, 각각의 탄소 원자는 두 개의 수소 원자와 단일 결합을 한다고 하였다. 이를 통해 에틸렌 분자에는 단일 결합과 이중 결합이 모두 존재한다는 것을 알 수 있다. ③ 1문단에서 플라스틱은 ‘플라스티코스’라는 그리 스어에서 온 말이라고 하였으며, 이 말은 ‘성형할 수 있는, 거푸집으로 조형이 가능 한’이라는 의미를 가진다고 하였다. 열과 압력으로 성형할 수 있는 고분자 화합물을 플라스틱이라고 이른다고 한 것과 관련지어 볼 때, 플라스틱이라는 명칭의 유래는 열과 압력으로 성형이 되는 성질과 관련이 있다는 것을 알 수 있다. ⑤ 3문단에서 탄소 원자 간의 이중 결합에서는 한 결합이 다른 하나보다 끊어지기 쉽다고 하였다. 이를 통해 탄소와 탄소 사이의 이중 결합 중 하나의 세기는 나머지 하나의 결합 세기보다 크다는 것을 알 수 있다.
9. 생략된 내용 추론 정답해설 : 4문단에 따르면, 열을 흡수한 과산화물 개시제는 가장 바깥 껍질에 7개의 전자가 있는 불안정한 상태의 원자를 가진 분자로 분해된다. 이 불안정한 원자는 에틸렌이 가진 탄소의 이중 결합 중 더 약한 결합을 끊어 버리면서 에틸렌의 한쪽 탄소 원자와 전자를 공유하며 단일 결합한다. 이때 다른 쪽 탄소 원자는 공유되지 못한 전자를 갖게 되어 불안정해지고, 불안정해진 탄소 원자는 다른 에틸렌 분자가 가진 탄소의 이중 결합을 끊어 버리면서 같은 방식으로 단일 결합한다. 이와 같은 반응이 반복적으로 이어지며 불안정해진 탄소 원자가 한쪽 방향으로 계속 생성되며, 여기에 다른 에틸렌 분자들이 결합하여 더해지면서 사슬 형태가 지속적으로 성장하게 되는 것이다. 즉 성장 중의 사슬은 그 한쪽 끝부분에만 불안정한 탄소 원자가 생성된다.
정답 ① [오답피하기] ② 2문단에서 두 원자가 각각 전자를 하나씩 내어놓아 공유하는 결합을 단일 결합이라고 하였다. 또한 4문단에서 공유되지 못한 전자를 갖게 되어 불안정해진 탄소 원자가 다른 에틸렌 분자와 반응하며 사슬이 이어지며, 이때 불안정해진 탄소 원자는 다른 에틸렌 분자가 가진 탄소의 이중 결합을 끊어 버리면서 단일 결합한 다고 하였다. 따라서 사슬의 중간에 두 탄소 원자가 서로 전자를 하나씩 내어놓아 공유하는 결합이 존재한다는 내용은 적절하다. ③ 4문단에 따르면 공유되지 못한 전자를 갖게 되어 불안정해진 탄소 원자가 다른 에틸렌 분자와 반응하고, 이러한 반응이 이어지며 불안정한 탄소 원자가 계속 생성된다. 이를 계기로 에틸렌 분자들이 결합하며 더해지면서 사슬 형태가 성장하게 된다. ④ 4문단에 따르면 성장하는 두 사슬의 끝이 서로 결합하여 안정한 상태가 되면 연속적인 반응이 멈추게 된다. 공유되지 못하고 홀로 남은 전자를 가진 탄소 원자는 불안정한 탄소 원자로, 성장하는 두 사슬의 끝이 만나기 전까지 지속적으로 발생한다. ⑤ 4문단에 따르면 공유되지 못한 전자를 갖게 되어 불안정한 탄소 원자는 다른 에틸렌 분자와 반응하며, 다른 에틸렌 분자가 가진 탄소 원자의 이중 결합 중 더 약한 결합을 끊어 버리면서 단일 결합한다. 단일 결합이 일어나지 않은 다른 쪽 탄소 원자가 공유되지 못한 전자를 갖게 되면서, 불안 정해진 탄소 원자가 계속 발생하게 되어 사슬이 성장하게 된다.
10. 구체적 사례 적용 정답해설 : 5문단에서 플라스틱을 이루는 거대한 분자들은 길이가 길기 때문에, 사슬 들이 일정한 방향으로 나열되어 있는 결정 영역이 부분적으로 존재할 수 있다고 하였 다. 5문단에 따르면, 결정 영역이 많아질수록 밀도가 높아져 단단해지고 화학 물질에 대한 민감성이 감소한다. <보기>의 ㉮는 사슬이 일정한 방향으로 나열되지 않은 상태 를, ㉯는 사슬이 일정한 방향으로 나열되어 있는 상태, 즉 결정 영역을 나타내는 것이다. 따라서 화학 물질이 닿는 부분에는 ㉯로 이루어진 소재를 사용하는 것이 좋다.
정답 ③ [오답피하기] ① 5문단에서 플라스틱은 결정 영역이 많아질수록 유연성이 낮아 충격에 약하다고 하였으므로, 충격에 잘 깨지지 않도록 유연하게 하려면 결정 영역이 적어야 한다. 따라서 ㉯보다 ㉮로 이루어진 소재가 적합하다. ② 5문단에서 플라스틱은 결정 영역이 많아질수록 점점 불투명해진다고 하였다. 따라서 포장된 물품이 잘 보이게 하려면 ㉯보다 ㉮로 이루어진 소재가 적합하다. ④ 5문단에서 플라스틱은 결정 영역이 많아질수록 밀도가 높아져 단단해진다고 하였다. 따라서 ㉮보다 ㉯로 이루어진 소재의 밀도가 더 높다고 할 수 있다. ⑤ 5문단에서 플라스틱은 결정 영역이 많아질 수록 열에 의해 잘 변형되지 않는다고 하였다. 따라서 ㉮보다 ㉯로 이루어진 소재가 열에 잘 견딘다.
11. 단어의 의미 파악 정답해설 : ⓐ는 ‘가까이 대하다.’의 의미로, ③에 사용된 ‘접하다’가 동일한 의미로 사용되었다.
정답 ③ [오답피하기] ①, ④, ⑤는 ‘이어서 닿다.’의 의미로 사용되었다. ②는 ‘소식이나?명령? 따위를?듣거나?받다.’의 의미로 사용되었다.
2025학년도 6월 평가원 독서기출
