常见简单微粒半径的比较方法

常见简单微粒半径的比较方法
陕西省绥德中学（718000）赵世琳李梦玲
元素原子半径及离子半径、微粒半径是高考命题的热点之一，从中亦可反映出考生对元素周期律的理解能力和应用这一知识解决问题的能力。

微粒半径大小比较规律繁多,很容易记混. 微粒半径比较的三步法,思路清晰,容易识记,现把微粒半径比较的三步曲介绍如下:
第一步：比较核外电子层数
一般情况下,微粒的电子层数越多,半径越大。

如r(Li) < r(Na)< r(K)<r(Rb) ,r(Li＋) < r(Na＋)< r(K＋)<r(Rb＋),r(F－) < r(Cl－)< r(Br－)<r(I－) ,r(F) < r(Cl)< r(Br)<r(I) , r(Na)>r(Na＋) , r(Na) >r(F)
（但这条规律不适用Li原子与下一周期Mg元素以后的原子的比较。

如：r(Li)>r(Al)不过上述情况在考试大纲中不作要求。

）
第二步：比较核电荷数
当微粒的核外电子层数相同时,就比较核电荷数（稀有气体除外）。

由于核电荷数越大,核对各层电子的吸引力越大,故各电子层离核越近,所以微粒半径越小。

如：r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(Si)>r(P)>r(S)>r(Cl)
具有相同电子层结构的微粒，核电荷数越大，则半径越小（径小序大）（同阴同阳同周期，阴上阳下隔0族,即阳离子和阳离子具有相同电子层结构则两元素在同一周期阴离子也如此；阴离子和阳离子具有相同电子层结构则两元素在邻周期且形成阳离子的元素在下一周期）．如：
(1)与He电子层结构相同的微粒: H-＞Li+＞Be2+
(2)与Ne电子层结构相同的微粒：O2-＞F-＞Na+＞Mg2+＞Al3+
(3)与Ar电子层结构相同的微粒: S2-＞Cl-＞K+＞Ca2+
第三步：比较核外电子数目
当微粒的核外电子层数和核电荷数都相同时,就比较核外电子数目。

由于此时微粒的半径主要取决于各电子层中电子间的斥力。

因此,核外电子数目越多,各电子层间电子的斥力越大,故电子层间的距离将增大,所以微粒的半径增大。

如:H＜H－Fe2+＞Fe3+；Cl＜Cl-
1、半径比较规律解读和举例：
⑴层数相同，核大半径小。

即电子层数相同时，结构相似的微粒中核电荷数大的微粒半径小。

⑵层异，层大半径大。

即当微粒的电子层数不同时，结构相似的微粒中，电子层数大的微粒半径大。

⑶核同，价高半径小。

即对同一种元素形成的不同的简单微粒中，化合价高的微粒的半径小。

⑷电子层结构相同，核电荷数大，则半径小。

例题1、原子半径依次减小的是（B）
A．Li、Na、K B．K、P、N C．C、Si、S D．Cl、Br、I
解析：A．Li、Na、K原子半径依次增大； B．K、P、N原子半径依次减小
C．Si的原子半径大于S的 D．Cl、Br、I原子半径依次增大
例题2、下列各组微粒半径大小的比较，不正确的是（ B）
A．K>Na>Li B．Mg2+>Na+>F－C．Cl－>F－>F D．Na+>Mg2+>Al3+
解析：B．中各离子的电子层结构完全相同，原子序数大则半径小，所以有Mg2+<Na+<F－
2、常见该规律的应用事例。

⑴由微粒半径的大小推导原子序数（或元素的核电荷数）的大小。

例题3、有a、b、c、d四种主族元素，已知a、b的阳离子和c、d的阴离子都具有相同的电子层结构，而且a、b原子半径为a>b，c,d阴离子所带的负电荷数为c>d。

则四种元素核电荷数由小到大的顺序为b>a>d>c。

解析：由于a、b的阳离子和c、d的阴离子都具有相同的电子层结构应有：c、d的核电荷数比a、b的小，由阴离子所带负电荷数c大于d，结合规律1有：核电荷数是d大于c。

综上所述，核电荷数的大小顺序为b>a>d>c 。

⑵利用微粒的半径大小比较酸、碱性的强弱
例题4、试分析为什么HF、HCl、HBr、HI水溶液的酸性逐渐增强？碱金属元素最高价氧化物对应的水化物的碱性逐渐增强？
解析：这是因为F、Cl、Br、I的原子半径依次增大，卤素原子对于H原子的控制能力减弱，在水中H+的电离能力逐渐增大；同理可知，Li+、Na+、K+、Rb+、Cs+等的离子半径逐渐增大，对于OH-的控制能力依次减弱，故碱金属元素对应的碱的碱性逐渐减弱。

这一规律也适用于其他主族元素。

⑶利用微粒半径的大小规律来比较物质的热稳定性。

例题5、铵盐受热分解的过程，实质上是铵离子NH
4
+将质子转移给酸根形成
NH
3的过程，对于同类铵盐，可根据此过程判断其热稳定性的强弱，试比较NH
4
F、
NH
4Cl、NH
4
I热稳定性的强弱的顺序__________，其原因是_____________。

解析：依题意有：离子半径大小顺序：F-<Cl-<I-，其结合质子的能力大
小顺序是：F->Cl->I-，所以NH
4
X的热稳定性，按F、Cl、Br、I的顺序增强。

⑷利用微粒半径的大小规律来比较物质的性质
例题6、下列物质的氧化性随原子序数的增加而增强的是（BC ）
A．F-，Cl-，Br- B．Na+，Mg2+，Al3+ C．P，S，ClD．Li+，Na+，K+
解析：此题考查微粒结构与氧化性的关系以及氧化性大小顺序与原子结构的关系．能够得到电子的微粒具有氧化性。

A项中的阴离子均达8个电子的相对稳定结构，故均无氧化性，不合题意；B项中离子具有弱的氧化性，并且随原子序数的增加，Na+，Mg2+，Al3+离子半径减小，得电子能力增强，氧化性增强，符合题意；C项中P，S，Cl电子层次相同，随原子序数增加，半径减小，得电子能力增强，氧化性增强，符合题意．D项中从Li+到K+，电子层数逐渐增加，半径增大明显，故得电子能力减弱，氧化性减弱．
练习1、下列化合物中阴离子半径和阳离子半径之比最大的是（）
A．LiI B．NaBr C．KCl D．CsF
练习2、下列各组微粒半径大小的比较，不正确的是（）
A．K>Na>Li B．Mg2+>Na+>F－ C．Cl－>F－>F D．Na+>Mg2+>Al3+
练习3、同周期的三种元素x、y、z，它们的原子半径由小到大的顺序是x<Y<Z，则下列判断正确的是( )
A．非金属性x<y<z
B．气态氢化物的稳定性按x、y、z顺序增强
C．x、y、z的最高价氧化物的水化物酸性由弱到强
D．x、y、z的最外层电子数依次增多
练习4、下列叙述中性质递变正确的是( )
A．K+、Cl-、Cl的微粒半径依次增大
B．HF、HCl、HBr稳定性依次减弱
C．H
2SO
4
、H
2
SeO
4
、H
2
AsO
4
酸性依次增强
D．I
2、Br
2
、Cl
2
沸点依次升高
练习5、X、Y两元素是同周期的非金属元素，如果X原子半径比Y大，下面说法正确的是 ()
A．最高价氧化物对应的水化物的酸性，X比Y强
B．X的非金属性比Y的强
C．X的阴离子比Y的阴离子还原性强
D．X的气态氢化物比Y的稳定
练习题参考答案 :1、A 2、B 3、C 4、B 5、C。