离子半径大小的比较规律

粒子半径大小的比较规律

1.同种元素粒子半径大小比较：

同种元素原子形成的粒子，核外电子数越多，粒子半径越大。阳离子半径小于相应原子半径。如r(Na+)r(Cl)；同种元素不同价态的离子，价态越高，离子半径越小。如r(Fe)>r(Fe2+)>r(Fe3+)、r(H—) > r (H) > r(H+)。

2.不同元素粒子半径的比较：

①同周期元素，电子层数相同，原子序数越大，原子半径、最高价阳离子半径、最低价阴离子半径均逐渐减小(仅限主族元素)。如r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(S)>r(Cl)、r(Na+) >r(Mg2+)>r(Al3+)、r(O2—) >r(F—)。同一周期各元素，阴离子半径一定大于阳离子半径。如r(O2—) > r(Li+)。

②同主族元素，最外层电子数相同，电子层数越多，原子半径越大，同价态的离子半径大小也如此。如：r(F)

③电子层结构相同（核外电子排布相同）的不同粒子，核电荷数越大，半径越小。如：r(S2—)>r(Cl—)>r(Ar) >r(K+)>r(Ca2+)、r(O2—)> r(F—)> r（Na+）> r（Mg2+）> r（Al3+）。

④稀有气体元素的原子，半径比与它相邻的卤素原子的原子半径大，如r(Ar) >r(Cl)。

⑤核电荷数、电子层数、电子数都不相同的粒子，一般可以通过一种参照粒子进行比较。

如铝原子和氧原子，可以通过硼原子转换，r(Al)>r(B) >r(O)，也可以通过硫原子转换，r(Al)>r(S) >r(O)。

对规律的理论解释：

影响粒子半径大小的因素有原子或简单阴、阳离子的核电荷数、电子层数、电子数等。核电荷数增大，原子核对核外电子的引力增强，使原子半径减小；电子层数及核外电子数增多，原子核对外层电子的引力减弱，使原子半径增大。这两个因素相互制约：当电子层数相同时，核电荷数增大使原子半径减小的影响大于核外电子数增多使原子半径增大的影响，核电荷数增大使原子半径减小占主导地位，所以同一周期，从左至右，原子半径依次减小；当最外层电子数相同时，电子层数的增多使原子半径增大的影响大于核电荷数增大使原子半径减小的影响，电子层数的增多使原子半径增大的影响占主导地位，所以同一主族从上至小，原子半径依次增大；当电子层数、核外电子数都相同时，只有核电荷数增大对原子半径的影响，所以，核电荷越大，原子半径越小；当核电荷数、电子层数都相同时，电子数增多，原子核对外层电子的引力减弱，使原子半径增大。

典型例题剖析

[例1] 下列各元素中，原子半径依次增大的是( )

A．Na、Mg、Al B．N、O、F C．P、Si、Al D．C、Si、P

[解析] A中三元素同周期，核电荷数增大，原子半径依次减小；B与A相类似，半径依次减小；C中三种元素同周期且核电荷数逐渐减小，原子半径依次增大，C选项正确；D中Si原子半径最大，故不符合题意。

[例2] 已知a A n+、b B（n+1）+、c C n—、d D（n+1）—均具有相同的电子层结构，关于ABCD四种元素的叙述正确的是（）

A.原子半径A＞B＞C＞D

B.原子序数b＞a＞c＞d

C.离子半径：D＞C＞B＞A

D.金属性B＞A；非金属性D＞C

[解析] 此题考查学生对原子序数、核电荷数、电荷数及周期表中元素的相对位置和粒子半径的递变规律的理解和掌握。由a A n+、b B（n+1）+、c C n—、d D（n+1）—均具有相同的电子层结构，可

知A、B在同一周期，C、D在同一周期，且C、D在A、B的上一周期；由B的电荷比A高，知B在A的右边；由C的电荷比D高，知C在D的右边。其位置关系如下表所示。对于A，原子半径应改为A＞B＞D＞C；对于B，原子序数b＞a＞c＞d正确；对于C，离子半径应改为D＞C＞A＞B；对于D，金属性应改为A＞B；非金属性D＞C正确。答案为B。

… D C…

…A B …

常见元素的单质及其重要化合物

(1).常见非金属单质：Cl2、Br2、I2、O2、S、N2、P4、H2、C、Si

1)物理性质

①色态：多数常温下为气态，而Br2为液态，I2、S、C、Si为固态；Cl2为黄绿色，Br2为红棕色，I2为紫黑色。②熔沸点：一般较低，但金刚石、石墨、单晶硅很高

③毒性：Cl2、Br2、I2、有一定的毒性

2)化学性质（注意反应条件、现象、生成物的聚集状态）

①

②

③

④

⑤

⑥

⑦

(2).非金属氧化物：SO2、SO3、NO 、NO2、CO 、CO2、SiO2

1）物理性质：

①SO2、NO2 有刺激性气味

②NO2是红棕色气体

③除CO2、SiO2外均有毒

④SO2易液化、SiO2是坚硬、难溶的固体

2）化学性质

①与水反应：SO2、SO3、NO2 、CO2 能与水反应

②与碱反应SO2、SO3、SiO2 、CO2 与OH- 反应生产酸式盐或正盐，

③氧化性

④还原性

⑤特性

(3).常见非金属元素形成的离子的检验

离子采用试剂操作步骤和反应现象有关离子方程式

H+石蕊试液，

Na2CO3溶液

或pH试纸

取含有H+溶液于试管中，滴加Na2CO3溶液有气

泡；取溶液用玻璃棒蘸取溶液少量滴到蓝色石蕊

试纸或pH试纸上，呈红色.

2H+ +CO32- =CO2↑+H2O

NH4+浓HCl、

NaOH溶液、

红色石蕊

试纸

取含NH4+的盐或溶液加入浓NaOH溶液后加热,

使产生气体接触湿润红色石蕊试纸变蓝或用玻璃

棒蘸上浓HCl挨近，上述气体时冒大量白烟

NH4+ +OH- = NH3↑+H2O

NH3+H2O= NH3.H2O

NH3+HCl =NH4+Cl

OH-石蕊、酚酞

和甲基橙

含OH-的试液能使红色石蕊试纸变蓝,酚酞变红

色;甲基橙变黄;pH试纸的变色范围中紫色加深

Cl-AgNO3溶

液、HNO3

溶液

滴加AgNO3溶液生成白色沉淀,再加稀HNO3沉淀不

溶,

Ag+ +Cl- = AgCl↓

Br-AgNO3、

HNO3溶

液,Cl2水

滴加AgNO3溶液生成浅黄色沉淀,沉淀不溶于稀

HNO3;滴加Cl2水振荡后加几滴汽油,油层红棕色

Ag+ +Br- =AgBr↓

Cl2+ 2Br- =2Cl- +Br2

I-AgNO3、

HNO3溶液，

Cl2水

滴加AgNO3溶液生成黄色沉淀,沉淀不溶于稀

HNO3;滴加Cl2水,振荡用CCl4萃取呈紫色

I- +Ag+ =AgI↓

Cl2+2I- =I2+2Cl-

S2-Pb(NO3)2或

Pb(Ac)2[来源:学

科网ZXXK]

用玻璃棒蘸取被测液于Pb(NO3)2或Pb(Ac)2试纸

上，试纸变为黑色

Pb2+ +S2- =PbS↓

SO42-BaCl2、HNO3

溶液

向被测溶液滴加BaCl2或Ba(NO3)2溶液,出现白色沉

淀,再滴加稀HNO3沉淀不溶

Ba2+ +SO42- =BaSO4↓