高中化学——原子、离子半径比较

2018年03月19日 浏览:

原子和简单离子半径大小的比较是高考的一个重要考点,掌握比较的方法和规律,才能正确判断粒子半径的大小。中学化学里常见粒子半径大小比较,规律如下:

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(Na);阴离子半径大于相应原子半径。r(Cl-)>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)<r(Cl)<r(Br)<r(I),r(F-)<r(Cl-)<r(Br-)<r(I-),r(Li+)<r(Na+)<r(K+)。

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)。

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、AlB.N、O、FC.P、Si、AlD.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aAn+、bB(n+1)+、cCn—、dD(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aAn+、bB(n+1)+、cCn-、dD(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