粒子半径大小的比较规律
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+)
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) 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)。 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。 影响粒子半径大小的因素还有测定半径的方法，根据原子的不同键合形式表现的不同“大小”，有三种原子半径。 (1)金属半径：它是金属的原子半径，就是金属晶体中两相邻金属原子的核间距的半数值。很明显，它跟金属原子的堆积方式或配位数有关。一般说，配位数高，半径显得大。常见表中所列数据是折合成配位数为12的金属原子半径。金属原子半径可以用X射线衍射法测得金属晶体的晶胞参数，再结合它的点阵型式计算得到。 (2)共价半径：它指两个相同原子以共价单键结合时核间距的半数值。共价半径近似地满足加和规则，即任一共价键长约为两原子半径之和。 (3)范德华半径：它指在分子型晶体中，不属于同一分子的两个最接近的相同原子在非键合状况下，它们核间距的一半。例如，稀有气体的原子半径就是范德华半径。 同一种非金属，它的共价半径和它的范德华半径数值是不同的。例如在CdCl2晶体里， 测得在不同的“分子”（实际是层状的大分子）里Cl 与Cl 间的核间距为： d Cl-Cl =3.76×10-10m ， 取其值的一半定为氯原子的范氏半径，即： 图 氯原子的共价半径与范氏半径 对非金属元素，r 范＞r 共，从图示可以清楚地看出这一关系。图示表示出2个Cl 2分子，在同一个Cl 2分子里，2个Cl 原子核间距的一半BF 是共价半径（r 共）；在不同的2个Cl 2分子间，2个Cl 原子的核间距的一半CE 是范氏半径（r 范）。显而易见，r 范＞r 共。 稀有气体在极低的温度下形成单原子分子的分子晶体。在这种晶体里，2个原子核的核间距的一半，就是稀有气体原子的范氏半径。下面列出非金属元素和稀有气体的范氏半径。 非金属元素和稀有气体的范氏半径r 范（单位：10-10m ） 从上表可以看出，r 范也有一定的规律性：在同一周期中，从左到右逐渐减小；在同一族中，从上到下逐渐增大。 在一般的资料里，金属元素有金属半径和共价半径的数据，非金属元素则有共价半径和范氏半径的数据，稀有气体只有范氏半径的数据。课本表里原子半径数据除稀有气体元素外，均为共价半径。 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 、Al B ．N 、O 、F C ．P 、Si 、Al D ．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a A n+、b B （n+1）+、c C n —、d D （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a A n+、b B （n+1）+、c C n —、d D （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r 范（Cl ）=3.76×10-10m/2=1.88×10—10m 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。 [例3] A、B、C、D、E是原子序数依次增大的五种短周期元素，其原子半径按DEBCA的顺序依次减小，且B和E同主族。下列推断不正确的是（） A．A、B、D一定在不同周期B．A、D可能在同一主族 C．D、B、C原子的最外层电子数依次增多D．C的最高价氧化物的水化物可能显碱性[解析] 此题考查学生对周期表结构的认识和周期表中存在的半径变化规律知识的掌握情况。短周期只有前3周期，由A、B、C、D、E是原子序数依次增大及B和E同主族可确定BE的相对位置，若B在第2周期则E在第3周期；由原子半径按DEBCA的顺序依次减小知A与B在不同周期，则A只能在第一周期、第1主族，是氢；D的原子半径比E大，D与E同周期，且D在E的左边某一族内，可能与A同族；C的原子序数比B大，原子半径比B小，C与B同周期，C在B的右边某族，C一定在铍之后，不可能是金属，所以，C [例4] b的相对大小关系是（） A．a一定大于b B．a一定小于b C．若元素A、B在同一周期，则a一定大于b D．若元素A、B不在同一周期，则a一定大于b [解析] 考纲要求考生“掌握同一周期(同一主族)内元素性质(如：原子半径、化合价、单质及其化合物性质)的递变规律与原子结构的关系”。该题考查考生对元素周期B(原子半径)的理解和归纳推理能力。分析题干时，了解到原子序数与原子半径之间有一定的关系，因此原子半径在元素周期表中的规律性变化是解题的切入点。根据元素周期律可知，在同一周期，随原子序数递增，原子半径逐渐减小(0族元素不考虑)，若元素A、B同周期，而原子半径B>A，所以原子序数a>b，所以选项C正确。若在同一主族，从上到下，原子半径逐渐增大，而原子序数也增大，即当原子半径B>A时，原子序数b>a。所以两种情况都有可能，A、B、D选项不正确。答案为C。 【针对训练 比较下列粒子的半径大小 1.Na+Cl— 2.H+H— 3. H—Li+ 4. Na+Al3+ 5.O2—F— 6.K Mg 7.C F 8.Cl Br 9.F—Cl—10.Mg2+Mg 11. Cl Cl—12. Fe3+Fe2+ 13.S2—Ca2+ 14.O2—Ne 答案： 1.Na+＜Cl— 2.H+＜H— 3. H—＞Li+ 4. Na+＞Al3+ 5.O2—＞F— 6.K ＞Mg 7.C ＞F 8.Cl ＜Br 9.F—＜Cl—10.Mg2+＜Mg 11. Cl ＜Cl—12. Fe3+＜Fe2+ 13.S2—＞Ca2+ 14.O2—＞Ne】 一、电离平衡理论和水解平衡理论 1.电离理论：⑴弱电解质的电离是微弱的,电离消耗的电解质及产生的微粒都是少量的,同时注意考虑水的电离的存在；例如NＨ3·H2O溶液中微粒浓度大小关系。 【分析】由于在ＮH 3·H2O溶液中存在下列电离平衡：NH3·H2OＮH4++OH-，Ｈ2O H＋＋OH-，所以溶液中微粒浓度关系为：c（NH3·H2O)>c(OH-)＞c(NH4+）>c(H+)。 ⑵多元弱酸的电离是分步的,主要以第一步电离为主；例如Ｈ２S溶液中微粒浓度大小关系。 【分析】由于Ｈ2S溶液中存在下列平衡：H２ＳＨS－+H+，HS-S2-+H+，Ｈ2ＯＨ++OH-,所以溶液中微粒浓度关系为:c（H2S)>ｃ(H+)＞ｃ(HS-)>ｃ（OH-)。 2．水解理论： ⑴弱酸的阴离子和弱碱的阳离子因水解而损耗；如NaHCO３溶液中有：c(Na+)＞c(ＨCO3－）。 ⑵弱酸的阴离子和弱碱的阳离子的水解是微量的（双水解除外），因此水解生成的弱电解质及产生H+的（或OH－)也是微量，但由于水的电离平衡和盐类水解平衡的存在，所以水解后的酸性溶液中c（H＋)（或碱性溶液中的c（OH－）)总是大于水解产生的弱电解质的浓度；例如（NＨ4）2ＳO4溶液中微粒浓度关系。【分析】因溶液中存在下列关系:（NH4)2ＳO4＝2NH４+＋SO４２-， 2H2O2OＨ-＋２H+， 2NH３·H２O,由于水电离产生的c（H+）水＝c(OH-)水，而水电离产生的一部分OH-与NH4+结合产生NＨ3·Ｈ２Ｏ，另一部分OH-仍存在于溶液中，所以溶液中微粒浓度关系为：ｃ(NH4+)＞c(SO42-）＞ｃ(Ｈ+)＞ｃ(NＨ3·Ｈ2O)＞c(OH-)。 ⑶一般来说“谁弱谁水解,谁强显谁性”，如水解呈酸性的溶液中c(H+)＞c(OH-),水解呈碱性的溶液中c(ＯH-）＞c（H+); ⑷多元弱酸的酸根离子的水解是分步进行的,主要以第一步水解为主。例如Ｎa２CＯ３溶液中微粒浓度关系。【分析】因碳酸钠溶液水解平衡为：CＯ32-+H2O HCO3-+OH-，H2O+ＨＣO3－H2CO３+OH-，所以溶液中部分微粒浓度的关系为：c(CO3２-)>c(HCO3-）。 二、电荷守恒和物料守恒 １.电荷守恒:电解质溶液中所有阳离子所带有的正电荷数与所有的阴离子所带的负电荷数相等。如ＮａHCO３溶液中：n(Nａ+)+n（H+）＝n(HCO3-）＋２n(CO3２－)＋n(ＯＨ-)推出:c（Na＋)+c（H+)=c（HCO３-）＋2c(ＣＯ32-）+c(OH-) 2.物料守恒：电解质溶液中由于电离或水解因素，离子会发生变化变成其它离子或分子等，但离子或分子中某种特定元素的原子的总数是不会改变的。如NaHＣＯ3溶液中n（Na+):n(ｃ）=1：１,推 出:c(Na+)=c(HCO３－)＋ｃ(CO3２-)+ｃ(Ｈ２CＯ3) 【注意】书写电荷守恒式必须①准确的判断溶液中离子的种类；②弄清离子浓度和电荷浓度的关系。 微粒半径大小比较规 律 微粒半径大小比较规律 一．元素的原子半径比较规律： ①同周期原子半径随原子序数的递增逐渐 （稀有气体元素除外）。如第三周期中的元素的原子半径： 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： 二．离子半径大小的比较规律 1.同主族的离子半径随原子序数的递增逐 渐。如第IA族中的阳离子半径： ， 如第ⅦA族中的： 2.同周期阳离子的半径逐渐：如第三周期中的：Na+ Mg2+ Al3+。 同周期阴离子的半径逐渐：如第三周期中的：P3－ S2－ Cl－。 电子层结构相同的离子，其半径随核电荷数的增大。如： S2－ Cl－ K+ Ca2+；F－ Na+ Mg2+ Al3+。 三．同种元素：阳离子半径＜原子半径＜阴离子半径例如：半径 H－>H>H＋ Fe>Fe2＋>Fe3＋ 练习： 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 2.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( ) 已知短周期元素的离子。a A2＋、b B＋、c C3－、d D－都具有相同的电子层结构，则下列叙述正确的是 A 原子半径 A＞B＞D＞C B 原子序数 d＞c ＞b＞a C 离子半径 C＞D＞B＞A 3.已知元素X、Y的核电荷数分别是a和b，它们的离子X m+ 和Y n-的核外电子排布相同,则 下列关系式正确的是（） A、a=b+m+n B、a=b-m+n C、a=b+m-n D、a=b-m-n 4.下列化合物中阴离子和阳离子半径之比最大的是 （） A、LiI B、NaBr C、KCl D、CsF 5.下列微粒的半径之比大于1的是（） A． Cl－/Cl Mg2+/Mg Na/K B． Br/Cl Mg/Al Cl/S C． Li+ / Na+ S2－/O2－ Na+/Mg2+ D．Br－/Cl－ O2－/ Na+ S2－/ Na+ 6.第三周期中原子半径最大原子是____________，最小的 是____________。 第三周期中离子半径最大离子是____________，最小的 是____________。 （注：硅和磷没有阴离子） 7.用A＋、B－、C2―、D、E、F、G和H分别表示含有18个电 子的八种微粒（离子或分子），请回答： （1）A元素是、B元素是、C元素是 （用元素符号表示）。 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 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+) 溶液中离子浓度大小的比较 １．溶液中离子浓度大小比较的规律 （1）多元弱酸溶液，根据多步电离分析。如H3PO4的溶液中，c(H+)>c(H2PO4－)>c(HPO42－) > c(PO43－)。多元弱酸的正盐溶液根据弱酸根的分步水解分析：如Na CO3溶液中，c(Na+)>c(CO32－)>c(OH－)> 2 c(HCO3－)。 （2）不同溶液中同一离子浓度的比较，则要注意分析溶液中其他离子对其的影响。如在①NH4Cl ②CH3COONH4③NH4HSO4溶液中，c(NH4+)浓度的大小为③>①>②。 （3）如果题目中指明溶质只有一种物质（该溶质经常是可水解的盐），要首先考虑原有阳离子和阴离子的个数，水解程度如何，水解后溶液显酸性还是显碱性。 （4）如果题目中指明是两种物质，则要考虑两种物质能否发生化学反应，有无剩余，剩余物质是强电解质还是弱电解质；若恰好反应，则按照“溶质是一种物质”进行处理；若是混合溶液，应注意分析其电离、水解的相对强弱，进行综合分析。 （5）若题中全部使用的是“＞”或“＜”，应主要考虑电解质的强弱、水解的难易、各粒子个数的原有情况和变化情况(增多了还是减少了)。 （6）对于HA 和NaA的混合溶液（多元弱酸的酸式盐：NaHA），在比较盐或酸的水解、电离对溶液酸、碱性的影响时，由于溶液中的Na+保持不变，若水解大于电离，则有c(HA) > c(Na+)>c(A－) ，显碱性；若电离大于水解，则有c(A－) > c(Na+)> c(HA)，显酸性。若电离、水解完全相同（或不水解、不电离），则c(HA) =c(Na+)=c(A－)，但无论是水解部分还是电离部分，都只能占c(HA)或c(A－)的百分之几到百分之零点几，因此，由它们的酸或盐电离和水解所产生的c(H+) 或c(OH－)都很小。 【例1】把0.2 mol·L－1的偏铝酸钠溶液和0.4 mol·L－1的盐酸溶液等体积混合，混合溶液中离子浓度由大到小的顺序正确的是 A．c(Cl－)>c(Al3+)>c(Na+)>c(H+)>c(OH－)B．c(Cl－)>c(Al3+)>c(Na+)> c(OH－)> c(H+) C．c(Cl－)> c(Na+) > c(Al3+) > c(H+) > c(OH－) D．c(Na+)> c(Cl－)> c(Al3+) > c(OH－) > c(H+) 【解析】偏铝酸钠与盐酸混合后，发生反应：NaAlO2+HCl+H2O ===NaCl+Al(OH)3，显然，盐酸过量，过量的盐酸与Al(OH)3进一步反应：Al(OH)3+3HCl=== AlCl3+ 3H2O，故反应后，溶液为AlCl3与NaCl的混合溶液，Cl－浓度最大，反应前后不变，故仍然最大，有部分Al存在于没有溶解的Al(OH)3沉淀中，若Al全部进入溶液中与Na+浓度相同，故c(Na+) > c(Al3+)，由于AlCl3水解溶液呈酸性，故c(H+) > c(OH－)，故正确答案为C。 【答案】C。 【例2】某二元弱酸(简写为H2A)溶液，按下式发生一级和二级电离： H2A H++HA－HA－H++A2－ 已知相同浓度时的H2A的电离比HA－电离容易，设有下列四种溶液： A．0.01 mol·L－1的H2A溶液 B．0.01 mol·L－1的NaHA溶液 C．0.02 mol·L－1的HCl与0.04 mol·L－1NaHA溶液等体积混合液 D．0.02 mol·L－1的NaOH与0.02 mol·L－1的NaHA溶液等体积混合液。据此，填写下列空白(填代号)： (1)c(H+)最大的是_______，最小的是______。 (2)c(H2A)最大的是______，最小的是______。 (3)c(A2－)最大的是_______，最小的是______。 (1)A D(2)A D(3)D A 【例3】把0.02 mol·L-1CH3COOH溶液和0.01mol·L-1NaOH溶液以等体积混合，若c(H+)>c(OH —)，则混合液中粒子浓度关系正确的是( ) A．c(CH3COO-)＞c(Na+) B．c(CH3COOH)＞c(CH3COO－) 粒子半径大小的比较规律 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+) 怎样比较微粒半径的大小 原子和单核离子半径大小比较“三步曲”： 第一步 ．．．先看电子层数，因为其半径大小的决定因素是电子层数。电子层数越多，其半径越大。 第二步 ．．．在电子层数相同的情况下看核电荷数，因为核电荷数的多少是影响半径大小的次要因素。而核电荷数越多，其半径越小。 第三步 ．．．在电子层数和核电荷数相同的情况下看电子数，核外电子数是影响半径大小的最小因素。核外电子数越多，其半径越大。 值得注意的是此三步不可颠倒。 一、原子半径的比较 （一）同一主族元素原子半径的大小，主要看电子层数。电子层数越多，则原子的半径越大。 如rN＜rP＜rAs＜rSb rLi＜rNa＜rK＜rRb； （二）同一周期主族元素原子半径的大小，主要看核电荷数的多少。核电荷数越多，则原子的半径越小（稀有气体元素除外）。 如rNa＞rMg＞rAl；rN＞rO＞rF；rP＞rS＞rCl； 二、离子半径的比较 （一）同主族元素离子半径的大小，主要看电子层数。电子层数越多，则离子半径越大。 如rF-＜rCl-＜rBr-＜rI-；rLi+＜rNa+＜rK+＜rRb+； （二）同周期主族元素离子半径的大小，由于离子有阴、阳离子之分，因此，同周期主族元素离子半径的比较，有两种情况： ①同周期主族元素的阳离子半径，核电荷数越多，离子半径越小。 如rNa+＞rMg2+＞rAl3+； ②同周期主族元素的阴离子半径，核电荷数越多，离子半径越小。 如rS2-＞rCl-；rO2-＞rF-； 但在同一短周期中，阳离子的半径都小于阴离子的半径。这是由于同一短周期中的阳离子总比阴离子少一个电子层。 三、具有相同电子层结构的离子半径的比较有两种情况： （一）核外电子排布相同的离子，主要看核电荷数的多少。核电荷数越多，离子半径越小；核电荷数越小，离子半径越大。 如rS2-＞rCl-＞rK+＞rCa2+；rF-＜rNa+＜rMg2+＜rAl3+； （二）若同一元素形成几种不同价态的阳离子，主要看价态的高低。价态越高，离子半径越小。 如rFe3+＜rFe2+； 四、同种元素原子与离子间半径的比较，主要看核外电子数的多少。核外电子数越多，半径越大；核外电子数越少，半径越小。 如rCl-＞rCl；rS2-＞rS；rNa+＜rNa； 【练习4】下列各组微粒半径大小比较中，不正确的是 粒子半径大小的比较 粒子半径大小的比较是考试中常见题型，也是同学们容易出错的试题。出错的原因主要是未能掌握粒子半径大小的比较规律。本文从影响粒子半径大小的原因着手分析，总结出比较规律，以便于运用。 一、不同元素 1、同周期元素的原子和离子。 从左到右，随着核电荷数的递增，元素的原子半径依次减小，阳离子半径依次减小，阴离子半径也依次减小。如-+++>>>>>>Cl S ,Al Mg Na ,Si Al Mg Na 232。 2、同主族元素的原子和离子。 从上到下，随着核电荷数的递增，元素的原子半径依次增大，离子半径依次增大。如----+++++<<<<<<<<<<>>>>+-++-Na F ,Ca K Cl S 222 +2Mg +>3Al 。 4、无法直接比较的粒子。 可借助参照物进行比较，如-2S 与+3Al 的离子半径大小的比较，可借助于-2O ，由于,S O Al 223--+<<所以-+<23S Al 。 二、同种元素 1、阳离子＜中性原子＜阴离子。 2、元素价态越高的粒子，半径越小，如-+++<<< 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+) 离子半径比较专题 一、规律方法总结 1、微粒半径大小的比较一般要掌握以下规律： （1）.对原子来说：①同周期元素的原子(稀有气体除外)，从左到右原子半径逐渐▁▁ ； ②同主族元素的原子，从上到下原子半径逐渐▁▁▁▁。 ③稀有气体元素的原子半径▁▁▁同周期元素原子半径。 （2）.对离子来说：除符合原子半径递变规律外，经常使用的比较原则是： ①同种元素的原子和离子相比较，阳离子比相应原子半径▁▁，阴离子比相应原子半 径▁▁； ②电子层结构相同的粒子（如O F Na Mg Al 223--+++、、、、），随着核电荷数的▁▁ ▁▁，离子半径▁▁▁▁。 2、微粒半径大小判断简易规律： （1）、同元素微粒：r 阳离子 ? r 原子 ? r 阴离子 （2）、同主族微粒：电子层数越多，半径越大 （3）、电子层数相同的简单微粒：核电荷数越大，半径越小 3、判断三部曲 第一步．．． 先看电子层数，因为其半径大小的决定因素是电子层数。电子层数越多，其半径越大。 第二步．．． 在电子层数相同的情况下看核电荷数，因为核电荷数的多少是影响半径大小的次要因素。而核电荷数越多，其半径越小。 第三步．．． 在电子层数和核电荷数相同的情况下看电子数，核外电子数是影响半径大小的最小因素。核外电子数越多，其半径越大。 值得注意的是此三步不可颠倒。 4、填空 1)、同周期原子半径随原子序数的递增而 r(Na) r(Mg) r(Al) r(Si) r(P) r(S) r(Cl) 2)、同主族原子半径随原子序数的递增而 r(Li) r(Na) r(K) r(Rb) r(F) r(Cl) r(Br) r(I) 3)、同周期阳（阴）离子半径随原子序数的递增而 。 r(Na +) r(Mg 2+) r(Al 3+) r(P 3－) r(S 2－) r(Cl －) 4)、同主族阳（阴）离子半径随原子序数的递增而 r(Li +) r(Na +) r(K +) r(F －) r(Cl －) r(Br －) r(I －) 5)、同种元素的原子、离子，其电子数越多半径就 r(Fe 3+) r(Fe 2+) r(Fe) r(Cl －) r(Cl) 6)、电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子的半径 r(O 2－) r(F －) r(Na +) r(Mg 2+) r(Al 3+) 二、例题部分 例1：下列化合物中，阴离子和阳离子的半径之比最大的是（ ） 跟踪检测（四十）溶液中粒子浓度大小的比较 1．在0.1 mol·L－1的醋酸钠溶液中加入等体积的下列物质，溶液中离子浓度大小关系正确的是( ) A．水；c(CH3COO－)＞c(Na＋)＞c(OH－)＞c(H＋) B．0.1 mol·L－1盐酸；c(Na＋)＝c(Cl－)＞c(H＋)＞c(CH3COO－)＞c(OH－) C．0.1 mol·L－1醋酸；c(Na＋)＞c(CH3COO－)＞c(H＋)＞c(OH－) D．0.1 mol·L－1氢氧化钠；c(Na＋)＞c(CH3COO－)＞c(OH－)＞c(H＋) 解析：选B A项，加水稀释，溶液仍为醋酸钠溶液，存在c(Na＋)＞c(CH3COO－)＞c(OH －)＞c(H＋)，错误；B项，加入等体积的0.1 mol·L－1盐酸，得到等物质的量浓度的醋酸和氯化钠混合溶液，溶液显酸性，c(Na＋)＝c(Cl－)＞c(H＋)＞c(CH3COO－)＞c(OH－)，正确；C 项，加入等体积的0.1 mol·L－1醋酸，溶液呈酸性，存在c(CH3COO－)＞c(Na＋)＞c(H＋)＞c(OH －)，错误；D项，加入等体积的0.1 mol·L－1氢氧化钠，醋酸钠和NaOH混合溶液，溶液呈碱性，存在c(Na＋)＞c(OH－)＞c(CH3COO－)＞c(H＋)，错误。 2．下列有关电解质溶液中粒子浓度关系正确的是( ) A．pH＝1的NaHSO4溶液：c(H＋)＝c(SO2－4)＋c(OH－) B．含有AgCl和AgI固体的悬浊液：c(Ag＋)＞c(Cl－)＝c(I－) C．CH3COONa和CaCl2混合溶液：c(Na＋)＋c(Ca2＋)＝c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)＋2c(Cl－) D．0.1 mol·L－1 Na2C2O4与0.1 mo l·L－1 HCl溶液等体积混合(H2C2O4为二元弱酸)：2c(C2O2－4)＋c(HC2O－4)＋c(OH－)＝c(Na＋)＋c(H＋) 解析：选A A项，pH＝1的NaHSO4溶液中，电荷守恒为c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(SO2－4)＋c(OH－)，物料守恒为c(Na＋)＝c(SO2－4)，二者结合可得：c(H＋)＝c(SO2－4)＋c(OH－)，正确；B项，含有AgCl和AgI固体的悬浊液，由于碘化银更难溶，则c(Cl－)＞c(I－)，错误；C 项，CH3COONa和CaCl2混合溶液中，根据物料守恒可得：c(Na＋)＋2c(Ca2＋)＝c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)＋c(Cl－)，错误；D项，0.1 mol·L－1 Na2C2O4与0.1 mol·L－1 HCl溶液等体积混合(H2C2O4为二元弱酸)，得到等物质的量浓度的NaHC2O4和NaCl混合溶液，根据电荷守恒可知，2c(C2O2－4)＋c(HC2O－4)＋c(Cl－)＋c(OH－)＝c(Na＋)＋c(H＋)，错误。 3．室温下，下列溶液中粒子浓度关系正确的是( ) A．Na2S溶液：c(Na＋)＞c(HS－)＞c(OH－)＞c(H2S) B．Na2C2O4溶液：c(OH－)＝c(H＋)＋c(HC2O－4)＋2c(H2C2O4) C．Na2CO3溶液：c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(CO2－3)＋c(OH－) 解析：选B 由质子守恒可知，Na2S溶液中c(OH－)＝c(H＋)＋c(HS－)＋2c(H2S)，c(OH－)＞c(HS－)，A错误；同理，Na2C2O4溶液中c(OH－)＝c(H＋)＋c(HC2O－4)＋2c(H2C2O4)，B正确； 专题三微粒半径大小的比较规律及其应用 一、微粒半径大小的比较规律 1. 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。例如：。 2. 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。如：。 3. 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。如。 4. 电子层结构相同，核电荷数大，则半径小。如。 二、规律的运用 1. 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1. 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，而且原子半径，阴离子所带的负电荷数为。则四种元素核电荷数由小到大的顺序为____________。 A. B. C. D. 解答：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，答案D。 2. 利用微粒的半径大小比较酸、碱性的强弱 例如：HF、HCl、HBr、HI水溶液的酸性逐渐增强。这是因为F、Cl、Br、I的原子半径依次增大。键能渐弱，在水中电离程度渐大。，碱性KOH。 3. 利用微粒半径的大小比较物质熔沸点的高低 同类晶体的熔沸点比较思路为： 原子晶体�共价键键能�键长�原子半径 离子晶体�离子键强弱�离子电荷数、离子半径 金属晶体�金属键强弱�金属离子半径、离子的电荷数 例2. 碳化硅（SiC）的晶体具有类似金刚石的结构，其中碳原子和硅谷原子的位置是交替的，在下列三种晶体①金刚石，②晶体硅，③碳化硅中，它们的熔点从高到低的顺序是_____________。 A. ①③② B. ②③① C. ③①② D. ②①③ 解答：三种晶体均是原子晶体，晶体内的结构力是共价键。 半径，共价键键长：C�C键键键，共价键的键能：C�C键C�Si键Si�Si键。 键能越大，原子晶体的熔点越高，所以三者的熔点由高到低的顺序是：金刚石＞碳化硅＞晶体硅，答案：A。 4. 利用微粒半径的大小规律来比较物质的热稳定性。 例3. 铵盐受热分解的过程，实质上是铵离子将质子转移给酸根形成NH3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：，其结合质子的能力大小顺序是：，所以的热稳定性，按F、Cl、Br、I的顺序增强。 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+) 高中化学物质熔沸点的判断 1.一般熔、沸点：固＞液＞气，如：碘单质>汞>CO2 2.同主族单质的熔、沸点 从上到下，金属单质的熔点逐渐降低；非金属单质熔点沸点逐渐升高。但碳族元素特殊，即C，Si，Ge，Sn 越向下，熔点越低，与金属族相似；还有ⅢA族的镓熔点比铟、铊低；ⅣA族的锡熔点比铅低。 3.同周期中熔沸点规律 ①同周期通常会比较同一类型的元素单质熔沸点，比如说比较Na、Mg、Al的熔沸点，则由金属键键能决定，Al所带电荷最多，原子半径最小，所以金属键最强，故熔沸点是：Na 离子半径大小的比较规 律 Document number：WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT 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+) 技巧与方法：电解质溶液中离子浓度大小比较 电解质溶液中离子浓度大小比较问题，是高考的“热点”之一。多年以来全国高考化学试卷年年涉及这种题型。这种题型考查的知识点多，灵活性、综合性较强，有较好的区分度，它能有效地测试出学生对强弱电解质、电离平衡、电离度、水的电离、pH值、离子反应、盐类水解等基本概念的掌握程度及对这些知识的综合运用能力。 首先必须有正确的思路： 其次要掌握解此类题的三个思维基点：电离、水解和守恒（电荷守恒、物料守恒及质子守恒）。对每一种思维基点的关键、如何切入、如何展开、如何防止漏洞的出现等均要通过平时的练习认真总结，形成技能。 第三，要养成认真、细致、严谨的解题习惯，要在平时的练习中学会灵活运用常规的解题方法，例如：淘汰法、定量问题定性化、整体思维法等。 有关电解质溶液中离子浓度大小比较的题，在做时首先搞清溶液状况，是单一溶液还是混合溶液，然后再根据情况分析。 1、单一溶质的溶液中离子浓度比较 ①多元弱酸溶液中，由于多元弱酸是分步电离（注意，电离都是微弱的）的，第一步的电离远远大于第二步，第二步远远大于第三步。由此可判断多元弱酸溶液中离子浓度大小顺序。例H3PO4溶液中：c(H+)＞c(H2PO4-)＞c(HPO42-)＞c(PO43-) ②多元弱酸的强碱正盐溶液中，要根据酸根离子的分步水解（注意，水解都是微弱的）来分析。第一步水解程度大于第二步水解程度，依次减弱。如Na2S溶液中：c（Na+）＞c(S2-)＞c(OH-)＞c(HS-)＞c(H+) ③多元弱酸的酸式盐溶液中：由于存在弱酸的酸式酸根离子的电离，同时还存在弱酸的酸式酸根离子的水解，因此必须搞清电离程度和水解程度的相对大小，然后判断离子浓度大小顺序。常见的NaHCO3 NaHS,Na2HPO4溶液中酸式酸根离子的水解程度大于电离程度，溶液中c(OH-)＞c(H+)溶液显碱性，例NaHCO3中：c（Na+）＞c(HCO3-)＞c(OH-)＞c(H+)＞c(CO32-), 反例：NaHSO3,NaH2PO4溶液中弱酸根离子电离程度大于水解程度，溶液显酸性c(H+) ＞c(OH-)。例在NaHSO3中：c（Na+）＞c(HSO3-)＞c(H+)＞c(SO32-)＞c(OH-). 规律：①第一步水解生成的粒子浓度在[OH-]和[H+]之间，第二步水解生成的粒子浓度最小例：Na2S溶液中的各离子浓度大小的顺序：c（Na+）＞c(S2-)＞c(OH-)＞c(HS-)＞c(H+) ②不同溶液中同种离子浓度的比较：既要考虑离子在溶液中的水解因素，又要考虑其它离子的影响，是抑制还是促进，然后再判断。 例；常温下物质的量浓度相等的a.(NH4)2CO3 b. (NH4)2SO4. c.(NH4)2Fe(SO4)2三种溶液中c(NH4+)的大小；NH4+在水溶液中发生水解显酸性，CO32-离子水解显碱性，两离子水解相互促进，Fe2+水解显酸性与NH4+水解相互抑制，因此三溶液中c(NH4+)：c＞b＞a。 2、混合溶液中离子浓度的比较 ①强酸与弱碱溶液混合后溶液中离子浓度大小比较，首先要考虑混合后溶液的状况及溶液的酸碱性。酸过量：溶液为强酸和强酸弱碱盐的混合溶液，溶液中c(H+) ＞c(OH-)呈酸性 酸碱恰好完全反应：溶液为单一盐溶液，弱碱根离子水解，溶液呈酸性 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( )溶液中离子浓度大小比较总结归类(超全)
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