微粒半径的大小与比较

昵称3826483 2013-12-05

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微粒半径的大小与比较

河北省宣化县第一中学栾春武

在中学化学要求的范畴内可按“三看”规律来比较微粒半径的大小：

（1）一看“电子层数”：当电子层数不同时，电子层数越多，半径越大。如同一主族元素，电子层数越多，半径越大如：r(Cl)＞r(F)、r(O²^－)＞r(S²^－)、r(Na)＞r(Na⁺)。

（2）二看“核电荷数”：当电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小。如同一周期元素，电子层数相同时核电荷数越大，半径越小。如r(Na)＞r(Cl)、r(O²^－)＞r(F^－)＞r(Na⁺)。

（3）三看“核外电子数”：当电子层数和核电荷数均相同时，核外电子数越多，半径越大。如：r(Cl^－)＞r(Cl) 、r(Fe²⁺)＞r(Fe³⁺)。

【例题1】已知X元素的阳离子和Y元素的阴离子具有相同的核外电子结构，下列叙述正确的是

A．原子序数X＜Y B．原子半径X＜Y

C．离子半径X＞Y D．原子最外层电子数X＜ Y

解析：由题意可知X、Y在周期表中的位置如右图所示：因此原子序数X＞Y；原子半径X＞Y；离子半径X＜Y（同层比较核电荷数）；只有D正确。

答案：D

点拨：微粒半径的大小比较可归纳为“同层比核，同核比层”。“同层比核”例如：Na⁺ 与F^－、Cl与S、Cl^－与S²^－等，电子层数相同，核电荷数越大，核对电子的引力就越大，半径因而就越小；“同核比层”例如：Na与Na⁺、Cl 与Cl^－的核电荷数相同，核外电子数越大，原子或离子的半径就越大。

元素的原子半径、离子半径大小的比较规律：

① 同周期原子半径随原子序数的递增逐渐减小（稀有气体元素除外）。如第三周期中的元素的原子半径：Na＞Mg＞Al＞Si＞P＞S＞Cl。

② 同主族原子的半径随原子序数的递增逐渐增大。如第IA族中的元素的原子半径：H＜Li＜Na＜K＜Rb＜Cs。

③ 同周期阳离子的半径随原子序数的递增而逐渐减小。如第三周期中的：Na⁺＞Mg²⁺＞Al³⁺。

④ 同周期阴离子的半径随原子序数的递增而逐渐减小。如第三周期中的：P³^－＞S²^－＞Cl^－。

⑤ 同主族的阳离子半径随原子序数的递增逐渐增大。如第IA族中的阳离子半径：H⁺＜Li⁺＜Na⁺＜K⁺＜Rb⁺＜Cs⁺。

⑥ 同主族的阴离子半径随原子序数的递增逐渐增大。如第ⅦA族中的：F^－＜Cl^－＜ Br^－＜ I^－

⑦ 阳离子的半径总比相应的原子半径小（同种元素的阳离子带的正电荷越多，其半径越小）。如：Fe³⁺＜Fe²⁺＜Fe、Na⁺＜Na。

⑧ 阴离子的半径总比相应的原子半径大。如：S²^－＞S、Cl^－＞Cl。

⑨ 电子层结构相同的离子，其半径随核电荷数的增大而减小。如：S²^－＞Cl^－＞K⁺＞Ca²⁺、F^－＞Na⁺＞Mg²⁺＞Al³⁺。

⑩ 同一元素的不同价态的离子半径，价态越高则离子半径越小。如Fe³⁺＜Fe²⁺＜Fe，H^－＞H＞H⁺。

练习1. A、B、C为三种短周期元素，A、B在同一周期，A、C的最低价离子分别为A²^－、C^－，离子半径r(A²^－)＞r(C^－)，B²⁺和C^－具有相同的电子层结构。下列判断正确的是( )

A. 原子序数由大到小的顺序是C＞A＞B

B. 原子半径由大到小的顺序是r(B)＞r(A)＞r(C)

C. 离子半径由大到小的顺序是r(C^－)＞r(B²⁺)＞r(A²^－)

D. 原子最外层电子数由多到少的顺序是B＞A＞C

解析：根据题意可推知三种元素在元素周期表中的位置为：进一步推知A、B、C分别为S、Mg、F。A选项中中的原子序数应为A＞B＞C；B选项正确；C选项中的离子半径应为r(A²^－)＞r(C^－)＞r(B²⁺)；D选项中最外层电子数应为C＞A＞B。

答案：B

练习2. 下列叙述正确的是

A. 同一主族的元素，原子半径越大，其单质的熔点一定越高

B. 同一周期元素的原子，半径越小越容易失去电子

C. 同一主族的元素的氢化物，相对分子质量越大，它的沸点一定越高

D. 稀有气体元素的原子序数越大，其单质的沸点一定越高

解析：主族元素单质熔点变化的规律：同一主族的金属元素如：IA族随着原子半径的增大熔点降低；而同一主族的非金属元素如：第ⅦA族随着原子半径的增大熔点升高，A错；同一周期元素的原子，半径越小越不易失去电子，B错。N、O、F元素的氢化物分子间存在氢键，其沸点比P、S、Cl的氢化物要高，C错。稀有气体元素的固体属于分子晶体，原子序数越大则其单质的相对分子质量越大，沸点越高，D对。