离子半径大小的比较规律

离子半径大小的比较规律 Prepared on 22 November 2020 粒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)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。 典型例题剖析典型例题剖析 [ [例例 1]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。 [ [例例 2]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＞DB.原子序数 b＞a＞c＞d C.离子半径：D＞C＞B＞AD.金属性 B＞A；非金属性 D＞C [ [解析解析] ]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 D＞＞C 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。 ……A AB B …… …… D DC C…… 常见元素的单质及其重要化合物 (1).常见非金属单质：Cl 2、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 Br 2 为液态，I 2、S、C、Si 为固态；Cl2 为黄绿 色，Br 2 为红棕色，I 2 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：Cl 2、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 23222 (2).非金属氧化物：SO 、SO 、NO、NO 、CO、CO 、SiO 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 石 蕊 试 液 H+ ，取含有 H+溶液于试管中，滴加 Na 2CO3 溶 操作步骤和反应现象有关离子方程式 Na 2CO3 溶液有气泡；取溶液用玻璃棒蘸取溶液少量2H++CO 3 2-=CO 2↑+H2O 液 或pH滴到蓝色石蕊试纸或 pH 试纸上，呈红色. 试纸 浓 HCl、取含 NH 4 +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 NH 4 ++OH-=NH 3↑+H2O NH 3+H2O= NH 3+HCl=NH4 +Cl NH 4 + NaOH 溶 液、红色 石蕊试纸 石蕊 、酚含 OH-的试液能使红色石蕊试纸变蓝,酚酞 OH-酞和 甲基变红色;甲基橙变黄;pH 试纸的变色范围中 橙 AgNO 3 Cl- 紫色加深 溶 滴加 AgNO 3 溶液生成白色沉淀,再加稀 HNO 3 沉淀不溶, 液 、 HNO 3 溶液 AgNO 3 Ag++Cl-=AgCl↓ 、滴加 AgNO 3 溶液生成浅黄色沉淀,沉淀不溶 溶于稀 HNO 3;滴加 Cl2 水振荡后加几滴汽油, 油层红棕色 Br-HNO 3 Ag++Br-=AgBr↓ Cl 2+2Br -=2Cl-+Br 2 液,Cl 2 水 AgNO 3、 I- HNO 3 溶 液，Cl 2 水 Pb(NO 3)2 S2- 滴加 AgNO 3 溶液生成黄色沉淀,沉淀不溶于 稀 HNO 3;滴加 Cl2 水,振荡用 CCl 4 萃取呈紫 色 I-+Ag+=AgI↓ Cl 2+2I -=I 2+2Cl - 或 Pb(Ac) 2[ 源:学科网 ZXXK] 来 用玻璃棒蘸取被测液于 Pb(NO 3)2 或 Pb(Ac) 2 试纸上，试纸变为黑色 Pb2++S2-=PbS↓ Ba2++SO 4 2-=BaSO 4↓ SO 3 2-+2H+=SO 2↑+H2O SO 3 2-+Ba2+=BaSO 3↓ BaSO 3+2H +=Ba2++H 2O+SO2↑ 3BaSO 3+2H ++3NO