微粒半径的大小与比较

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。

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