微粒半径的大小与比较

对离子半径规律“三看”的看法

微粒半径的大小与比较

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+)。

李玉安评：该“看”只有同主族或同一元素才适合。既然如此，为什么不说“同主族自上而下原子或同价态离子半径增大”？为什么不说“阳离子半径小于其原子”？

r(Mg2+)

（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+)。

李玉安评：该“看”只有电子层数相同且各层电子数相同即电子层结构相同的离子核电荷数越大，半径越小。该题的第一个例子，属于同周期原子半径的比较。第二个例子的元素不属于同周期，他们属于电子层结构相同的离子。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+)。

李玉安评：该“看”既然看“核外电子数”为什么把“电子层数”也拉进来。既然核电荷数相同，就是同一元素的粒子。同一元素的粒子价态越高半径越小。把一个如此简单的问题描述的如此复杂，此“看”多么可笑。

离子半径大小的规律可总结如下：（以鲍林半径为标准）

一、同一元素的粒子价态越高半径越小（阳离子半径小于其原子，阴离子半径大于其原子）

二、同主族自上而下原子或同价态离子半径增大

三、电子层结构相同的离子核电荷数越大，半径越小、

由三可推出如下非常有用的几条：

1.n周期阳离子半径小于 n-1周期阴离子半径

2.同周期阳离子半径和阴离子半径（也包括原子半径）自左而右都是减小的，但阴离子半径大于阳离子半径

3.同周期离子或电子层结构相同的离子价态越高半径越小

（还可以增加：阴离子半径（130-250pm一般比阳离子半径(10-170pm)大,相邻周期相邻主族左上和右下阳离子半径相近）

【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

评：若是Be2+Li+和H-？

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+。

既然有三看，又来10条。

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（也可能是O Be H）。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。

答案：D

点拨：根据元素周期律判断同主族或同周期元素及同一类型化合物的性质递变是高考的热点，此类题目一般难度不大，解题的关键是要理解元素周期律的实质，并掌握相关的原子半径、电子排布、化合价及元素的金属性、非金属性的递变规律。

练习3. W、X、Y、Z均为短周期元素，W的最外层电子数与核外电子总数之比为7 : 17；X与W同主族；Y的原子序数是W和X的原子序数之和的一半；含Z元素的物质焰色反应为黄色，下列判断正确的是

A. 金属性：Y＞Z

B. 氢化物的沸点：X＞W

C. 离子还原性：X＞W

D. 原子及离子半径：Z＞Y＞X

解析：短周期元素W中最外层电子数与核外电子总数之比为7 : 17，则W为Cl；含Z 的物质的焰色反应为黄色，则Z为Na；X与W（Cl）同主族，故X为F；Y的原子序数为（17＋9）÷2＝13，则Y为Al。

答案：B

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①电子层数.电子层数多,半径大.可以这样理解，电子在原子核外按层排布,类似于洋葱，皮(层)多,洋葱(原子)的半径自然就大.

②如果电子层数相同，则比较核电荷数,核电荷多,则半径小.

(解释:电子层相同时，核电荷越多,原子核对核外电子的吸引力越大，原子核自然将电子的距离拉的更近!)