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原子半径规律解读

来源:未知作者:何永成 点击:所属专题: 半径比较
课本中给出的原子半径数据除稀有气体元素外,均为共价半径,稀有气体原子半径是范氏半径。所以比较原子半径时一般排除稀有气体元素。 中学范围内一般可用如下方法来比较微粒半径的大小: (1)三看,不在乎是离子还是原子: 一看电子层数:电子层数越多半径越大:例如Na>Li,

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原子半径规律解读

课本中给出的原子半径数据除稀有气体元素外,均为共价半径,稀有气体原子半径是范氏半径。所以比较原子半径时一般排除稀有气体元素。

中学范围内一般可用如下方法来比较微粒半径的大小:

(1)三看,不在乎是离子还是原子:

一看电子层数:电子层数越多半径越大:例如Na>Li,Na>Na注意:第二周期元素Li大于第三周期元素Al、Si、P、S、Cl;第二周期元素Be大于第三周期元素P、S、Cl。

二看核电荷数:电子层数相同时,核电荷数越大半径越小:例O>FS2->Cl

三看电子数:电子层和核电荷数都相同时,电子数越多半径越大。例如Cl>Cl。


在同一族里,从上到下,原子半径一般是增大的,因为从上到下电子层数增多,所以,原子半径增大。主族元素与副族元素的变化情况很不一样。主族元素由上到下,半径毫无例外地增大,只是增大的幅度逐渐减小。但是在副族里,下面两个属于第五和第六周期的元素,如Zr与Hf、Nb与Ta、Mo与W,它们的原子半径非常接近,这主要是由于镧系收缩的结果。镧系收缩是指镧系元素从La到Lu,原子半径缩小的现象。

在短周期(第二和第三周期)里,由左至右原子半径都是逐渐减小的,这是因为短周期中每一元素增加的最后1个电子都是排在最外电子层上,每增加1个电子,核中增加1个正电荷。正电荷增强,倾向于使原子半径缩小,但最外层电子数增加,增加了电子的互相排斥,倾向于使原子半径增大。两者互相作用的结果,核电荷增大起了主要作用,所以从左到右,原子半径逐渐减小。

长周期元素(第四、第五和第六周期的元素)虽然总的趋势仍然是原子半径缩小,但其中的过渡元素特别是镧系元素减小的趋势要缓和得多。这是由于过渡元素的电子填充在次外层的d轨道上,对于最外层电子(它们是决定原子大小的电子层)来说,次外层上的电子对外层的屏蔽,比最外层电子对同层上的电子的屏蔽作用大,所以过渡元素有效核电荷的增加速度变缓。但当d电子充满到nd10左右时,原子半径会突然增大。这是由于nd10有较大的屏蔽作用所致,这时电子的互相排斥倾向于使半径增大的因素暂时处于主导地位。而对镧系元素(与锕系元素均又称内过渡元素)来说,电子填充在倒数第三层4f层上,它们离核更近,对核的屏蔽作用更大,有效核电荷增加得很少,因此从58号到71号元素原子半径减少更加缓慢。

(责任编辑:化学自习室)
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