微粒半径的比较
上海市实验学校 唐 群
[知识要求]: 元素原子半径和元素化合价是元素的两条主要性质。原子半径及离子半径、微粒半径是高考命题的热点之一,从中可反映出考生对元素周期律的理解能力和应用这一知识解决问题的能力。
[知识回顾]:
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▁▁▁▁。
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
—
例1:下列化合物中,阴离子和阳离子的半径之比最大的是( )
A.CsI
B.NaF
C.LiI
D.KCl
例2.下列4种微粒,按半径由大到小顺序排列的是( )
①X 1S 22S 22P 63S 23P 4 ② Y 1S 22S 22P 63S 23P
5
③Z 2- 1S 22S 22P 63S 23P 6 ④ W 1S 22S 22P 5
A、①?②?③?④
B、③?④?①?②
C、③?①?②?④
D、①?②?④?③
例3:X元素的阳离子和Y元素的阴离子具有与氩原子相同的电子层结构,下列叙述正确的是()
¥
A、X的原子序数比Y小
B、X的原子最外层电子数比Y的大
C、X的原子半径比Y的大
D、X元素的最高正价比Y的小
[知识拓展]:
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
例题. 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 a>b;阴离子所带的负电荷数为c>d 。则四种元素核电荷数由小到大的顺序为____________。
A. B.
]
C. D.
2. 利用微粒的半径大小比较酸、碱性的强弱
例题:结合微粒半径分析HF、HCl、HBr、HI水溶液的酸性逐渐增强
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,离子电荷数多少、离子半径大小
金属晶体:金属键强弱;金属离子半径、离子的电荷数
、
例题: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
4. 利用微粒半径的大小规律来比较物质的热稳定性
例题. 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_____________。
同步练习一:
,
1、下列微粒半径的大小顺序不正确的是()
(A)H<F < N (B)Fe>Fe2+>Fe3+
(C)S2->Cl- >Na+ >Mg2+( D)F->O2->S2-
2、下列各组微粒半径大小比较中,不正确的是()
A. r(K)>r(Na)>r(Li)
B. r(Mg2+)>r(Na+)>r(F-)
C. r( Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+)
D. R(Cl-)>r(F-)>r(F)
3、下列离子化合物中,阴离子和阳离子的半径之比最大的是(),阴离子与阳离子的核间距最大的是() (A) KCl (B) NaF (C) LiI (D) CsI
4、如果X m+、Y n-具有相同的电子层结构,Z n-的半径大于Y n-的半径,则三种元素得原子序
数由大到小的顺序是
\
(A) Z>X>Y (B) X>Y>Z (C) Z>Y>X (D) X>Z>Y
5、W 、X 元素的阳离子与Y 、Z 元素的阴离子具有相同的电子层结构且W 分别与Y 、Z 形成WY 、
W 2Z 型离子化合物,则它们的原子序数关系是( )
(A)X>W>Z>Y (B)W>X>Z>Y (C)W>X>Y>Z (D)X>W>Y>Z
6、具有相同电子层结构的五种微粒:X +、Y
2+ 、W 、Z 2-、R ˉ,下列分析不正确的是 ( ) A 原子序数:Y >X >W >R >Z B 、微粒半径:X +>Y 2+>Z 2->R ˉ
C 、W 一定是稀有气体元素的原子
D 、原子半径:X >Y >Z > R
7、下列粒子半径之比大于1的是( )
A.
K K + B. Mg Ca C. S P D. -Cl Cl 》
8、 在主族元素X 、Y 、Z 中,X 与Y 两元素的原子核外电子层数相同,X 的原子半径大于Y
的原子半径,X 与Z 两原子的阳离子具有相同的电子层结构,Z 的离子半径大于X 的离子半径,则三种元素中原子序数最大的是()
D.无法判断
9、下列粒子半径大小的比较中,正确的是( )
A .Na + B .S 2->Cl ->Na +>Al 3+ C .Na D .Cs>Rb>K>Na 10、下列说法正确的是( ) A.X m +和Y n -与氖的电子层结构相同,原子半径前者大于后者 B.NaF 和MgI 2中阳离子与阴离子半径之比,前者小于后者 C.16O 和18O 原子的核外电子数,前者大于后者 ( D.HCl 和H S 2的稳定性,前者大于后者 同步练习二: 1.下列叙述正确的是( ) A .电子层数少的元素原子半径一定小于电子层数多的元素的原子半径 B .核外电子层结构相同的单核微粒半径相同 C.质子数相同的不同单核微粒,电子数越多,半径越大 D.原子序数越大,原子半径越大 2、元素周期表中前20号不同周期的四种元素A、B、C、D,原子序数依次递增,可形成离 子化合物DA、CB、D2B,可形成共价化合物A2B、若A、D同族,则上述物质中有关离子半径大小顺序正确的是: ( A.D>C>B>A B.B>C>D>A C.D>B>C>A D.C>D>A>B 3、A、B、C、D四种短周期元素,其离子A+、B2+、C-、D2-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:B>A>C>D B.离子半径由大到小的顺序是:B2+>A+>C->D2- C.A、B、C、D四种元素可能属于同一周期 D.A、B、C、D四种元素一定属于短周期元素 4、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 D.单质的还原性A>B>D>C 5、同周期的X、Y、Z三种元素,已知其氢化物分别为XH3、H2Y、HZ,则下列判断正确的是 A、原子半径 Z > Y > X B.Z的非金属性最强 C、氢化物还原性XH3 > H2Y > HZ,稳定性XH3 > H2Y > HZ D.最高氧化物对应水化物H3XO4酸性最强 6、右图为周期表中短周期的一部分,若a原子最外层电子数比次外层电子数少3个, 下说法中不正确 ...的是() A.原子半径大小顺序是c>b>d>a Array B.d的氢化物比a的氢化物稳定 。 C.a和d的原子结合可以形成带3个负电荷的阴离子 D.a、b、c最高价氧化物对应水化物的酸性强弱关系是c>b>a 7、几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表: . 元素代号L M Q R T 原子半径/nm — +3+6、-2+2-2主要化合价 +2 下列叙述正确的是() A.T的氢化物沸点高于Q的氢化物沸点 B.L、M的单质与稀盐酸反应速率:M > L C.T、Q的氢化物常态下均为无色气体 D.L、Q形成的简单离子核外电子数相等 … 8、A、B、C、D都是短周期元素,原子半径D>C>A>B,其中A、B处于同一周期,A、C处 于同一主族,C原子核内的质子数等于A、B原子核内的质子数之和,C原子最外电子层上p电子数是D原子最外电子层上s电子数的2倍。试回答: 1这四种元素分别是 A , B , C , D ; 2这四种元素单质的熔点由高到低的顺序是:; 3写出A、B、D组成的化合物与B、C组成的化合物相互反应的化学方程式 9. 下表是元素周期表的一部分,有关说法正确的是 A.e的氢化物比d的氢化物稳定 — B.a、b、e三种元素的原子半径:e>b>a C.六种元素中,c元素单质的化学性质最活泼 D.c、e、f的最高价氧化物对应的水化物的酸性依次增强 10、有A、B、C、D、E五种短周期元素,其元素特征信息如下表 元素编号元素特征信息 A其单质是密度最小的物质。 回答下列问题: (1)写出下列元素的名称:C ,E (2)写出A、B、C形成的化合物的电子式 (3)B、C、D的简单离子半径由大到小的顺序是(用化学式表示)(4)①写出E单质与A、B、C形成的化合物反应的化学方程式: ②D单质与A、B、C形成的化合物的水溶液反应的离子方程式: 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+) 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+) 常见简单微粒半径的比较方法 陕西省绥德中学(718000)赵世琳李梦玲 元素原子半径及离子半径、微粒半径是高考命题的热点之一,从中亦可反映出考生对元素周期律的理解能力和应用这一知识解决问题的能力。微粒半径大小比较规律繁多,很容易记混. 微粒半径比较的三步法,思路清晰,容易识记,现把微粒半径比较的三步曲介绍如下: 第一步:比较核外电子层数 一般情况下,微粒的电子层数越多,半径越大。 如r(Li) < r(Na)< r(K) 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( ) 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:CC键键键,共价键的键能:CC键CSi键SiSi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 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( ) 2微粒半径大小的比较方法及规律 1.核电荷数相同(同种元素),核外电子数越多,半径越大 (1)原子半径大于相应的阳离子半径。 (2)原子半径小于相应的阴离子半径。 (3)当元素原子可形成多种价态的离子时,价态高的,半径小。 2.原子半径 (1)电子层数相同(即同周期)时,随原子序数的递增,原子半径逐渐减小(稀有气体除外)。 (2)最外层电子数相同(即同主族)时,随电子层数的递增,原子半径逐渐增大。 3.离子半径 (1)电子层结构相同的离子,核电荷数越大,半径越小。 (2)同主族带相同电荷的离子,电子层数越多,半径越大。 (3)所带电荷、电子层数均不同的离子可选一种离子参照比较,例如:比较r(K+)与r(Mg2+)可选r(Na+)为参照,可知:r(K+)>r(Na+)>r(Mg2+)。 【典例3】下列微粒半径大小比较正确的是() A.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+) 原子半径大小的比较 影响原子半径的因素有三个:一是核电荷数,核电荷数越多其核对核外电子的引力越大(使电子向核收缩)则原子半径越小;二是核外电子数,因电子运动要占据一定的空间则电子数越多原子半径越大;三是电子层数(电子的分层排布与离核远近空间大小以及电子云之间的相互排斥有关),电子层越多原子半径越大。 原子半径大小由上述一对矛盾因素决定。核电荷增加使原子半径缩小,而电子数增加和电子层数增加使原子半径增加。当这对矛盾因素相互作用达到平衡时,原子就具有了一定的半径。 我们只要比较上述这对矛盾因素相互作用的相当大小就不难理解 不同原子半径大小的变化规律。 一.同周期原子半径大小规律。 例如,比较钠和镁的半径大小。 从钠到镁核电荷增加1个,其核对核外每一个电子都增加一定的作用力,原子趋向缩小,而核外电子也增加一个电子,因电子运动要占据一定空间而使原子半径趋向增加。实验证明,钠的原子半径大于镁,这说明增加的核电荷对原子半径的缩小作用>增加的电子对原子半径的增大作用。因此,同周期元素的原子从左到右逐渐减小,右端惰性原子半径应该最小。二.相邻周期元素原子半径大小比较。 实验结果钾原子半径>钠原子半径,这说明从钠到钾,增加的八个电子和增加的一个电子层对原子半径的增大作用>增加的八个核电荷对原子半径的缩小作用。所以,同主族元素的原子半径从上到下逐渐增加。氖到钠核电荷增加1个,核外电子和电子层均增加一个,由此推断,钠的半径>氖的半径,即:增加的一个电子和一个电子层对原子半径的增加作用>增加的一个核电荷对原子半径的缩小作用。值得注意的是,并不是电子层多的原子半径就一定大,如:锂原子半径>铝原子半径。这是因为当核电荷增加到大于八以后,其核对半径的缩小作用越来越强已经超过了增加一个电子层对半径的增加作用。 三.某原子及其阴离子或阳离子半径大小比较。 例如,氯原子和氯离子半径大小比较。 两者核电荷相同而氯离子多一个电子,这一电子运动要占据一定的空间,所以氯离子半径>氯原子半径。 原子及其阳离子半径正好与上述相反。例如:钠离子半径<钠原子半径。 四.电子层结构相同而核电荷不同的粒子半径大小比较。 例如,钠离子,镁离子,氧离子,氟离子半径大小比较。 因其核外电子层结构相同,显然核电荷越多核对核外电子引力越大则粒子半径越小。所以其粒子半径大小是:镁离子<钠离子<氟离子<氧离子。 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 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 I Br Cl F ,Cs Rb K Na Li ,Cs Rb K Na Li 。3、电子层结构相同的离子。随着核电荷数的递增,离子半径依次减小。如:Na F ,Ca K Cl S 2222Mg 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H H H ,Fe Fe Fe 23。 综上所述,可以得到以下规律:要判断粒子半径的大小,首先应看电子层数。一般情况 下,电子层数越多,半径越大;若电子层数相同,则看核电荷数,核电荷数越大,半径越小;若电子层数相同,核电荷数也相同,则看核外电子数,核外电子数越多,半径越大。 三、示例分析 [题目]下列有关粒子半径的大小关系正确的是( )A. 钠离子半径大于氧离子半径 B. 硫原子半径大于锂原子半径 C. 氢原子半径大于H 的半径 D. 氯原子半径大于氯离子半径 [解析]A 项中,钠离子与氧离子的电子层结构相同,钠的核电荷数较大,所以其离子 半径较小;B 项中,虽然硫原子比锂原子多一个电子层,但由于一种为金属元素,另一种为 非金属元素,所以二者的关系不能仅仅从电子层的多少进行判断,实际上原子半径:S Li ;C 项中,氢原子比H 多一个电子层,所以氢原子半径较大;D 项中,氯原子与氯离子的电子层数相同,但由于氯离子的核外电子数较多,电子间的排斥作用强,所以氯离子半径较大。故答案为C 。 [点评]对于同周期或同主族的元素,要利用同周期、同主族元素性质的递变规律进行分析;对于不同周期、不同主族的元素,要借助其他相关元素进行分析;对于同一种元素, 要利用电子层数或核外电子数的大小关系进行分析。 一. 微粒半径大小的比较一般要掌握以下规律 1. 同周期元素的微粒 同周期元素的原子(稀有气体除外),从左到右原子半径或最高价阳离子的半径随核电荷数增大而逐渐减小。 如:Na > Mg > Al , Na + > Mg 2+> Al3+。 2. 同主族元素的微粒 同主族元素的原子或离子的半径随核电荷数增大而逐渐增大。. 如:Li 微粒半径大小比较规律讲课教案
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