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“三步法”策略化解高中化学微粒半径大小比较的疑难问题

来源:未知作者:邵斅农 点击:所属专题: 半径比较
化解高中化学中微粒(原子和简单离子)半径大小比较 的疑难问题的“三步法”策略 ,具体是指第一步比较微粒电子 层数的多与少 ,且电子层数越多 ,半径越大 ;第二步比较核电 核数的大与小 ,即在电子层数相同的情况下 ,比较核电荷数 , 且核电荷数越大 ,半径越小 ;第三步

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化解高中化学中微粒(原子和简单离子)半径大小比较 的疑难问题的“三步法”策略 ,具体是指第一步比较微粒电子 层数的多与少 ,且电子层数越多 ,半径越大 ;第二步比较核电 核数的大与小 ,即在电子层数相同的情况下 ,比较核电荷数 , 且核电荷数越大 ,半径越小 ;第三步比较核外电子数 ,即在电 子层数和核电核数都相同的情况下 ,比较核外电子数 ,且核 外电子数越多 ,半径越大 。元素原子及简单离子半径大小的比较,高考常以选择题或者填空题的形式出现 ,下面就通过解决微粒半径大小比较的实际疑难问题来灵活应用“三步法” 策略 。

一、电子层数越多 ,半径越大 

在影响微粒半径大小的三个主要因素之中 ,微粒的电子层数对其半径的影响占主导地位 ;即微粒所含电子层数越多其半径越大 。

【本规律解决不适用Li原子与下周期Mg元素 以后的原子半径的比较 ,如 : r(Li)> r(Cl) ;不过这些特殊情况在考试大纲中并未涉及。】

(一)同主族元素原子半径大小的比较 

例如 :由K元素和 Na元素在元素周期表中的位置可知 : 二者分别位于元素周期表中的第四周期和第三周期 ,结合元素周期律可知 :元素所在的周期序数等于对应元素原子的电子层数 。K 原子的电子层数比 Na原子的多一层 ,则 : r(K)> r(Na)。

(二)主族金属元素原子与其阳离子半径大小的比较 

例如 :Na原子的电子层数比 Na 的多一层 ,故 :r(Na)> r(Na )。

二 、电子层数相同 ,核电荷数越大半径越小

当微粒的电子层数相同时 ,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微粒半径增大的影响 ;此时 ,核电荷数增大使微粒半径减小占主导地位 ;即微粒的电子层数相同时 ,核电荷数越大半径越小 。

(一)同周期主族元素原子半径大小的比较 

例如 :Mg原子和 Al原子二者电子层数都相同 ,但Mg原 子核电荷数比Al原子的小 ,故 : r(Mg)> r(Al) ;又如C原子 和O原子二者电子层数都相同 ,但C原子核电荷数比O原子的小 ,故 r(C)> r(O)。

(二)不同周期的主族元素对应离子半径大小的比较 

例如 :O2- 和Na 二者电子层数相同都为3 ,但O2- 电荷数 为 8比Na 的电荷数11要小 ,故 : r(O2- )> r(Na )。

三 、电子层数相同 ,核电荷数相同 ,核外电子数越多 ,半径越大 

当电子层数 、核电荷数都相同时 ;核外电子数越多 ,原子核对外层电子的引力减弱 ,使其微粒半径越大。

(一)非金属主族元素原子与其阴离子半径大小的比较 

非金属主族元素原子与其阴离子半径大小的比较中因为阴离子所含的电子比其原子所含的电子多 ,故原子比其阴 离子半径大。

例如 : Cl原子和Cl 电子层数相同都为3 ,二者的核电荷数也相同都为 17 ;但Cl 的核外电子数为 18 比Cl 原子的多 1 ;故 : r(Cl)> r(Cl )。

( 二)同种金属元素的不同阳离子半径大小的比较 

同种金属元素的不同阳离子半径大小的比较中其阳离 子所带电荷越多其离子半径越大 。

例如 :Fe2+和 Fe3+电子 层数相同 ,二者的核电荷数也相同都为 26 ;但Fe2+的核外电 子数比Fe3+的多1 ;故 : r(Fe2+)> r(Fe3+)。

【 核心训练】 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

解析 :根据题意并结合粒子电子层数越多、半径越大的 比较规律可知 : r(I )> r(Cl )> r(F ) ,r(Cs )> r(K )> r(Na )> r(Li ) ;因此 ,其中阴离子和阳离子的半径之比 I /Li 的值为最大 ;上述的阴离子与阳离子中的Cs 和I 的核间距是最大的 ;故符合本题的选项为C和D。

综合上述 :元素原子半径及简单微粒半径的比较是高考 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 。 因此学生要掌握好微粒半径大小的比较规律这一高考热点 ,必须要理清影响微粒半径大小的主要因素 ,即原子或简单阴 、阳离子的电子层数、核电荷数 、核外电子数等。 而且在这些影响微粒半径大小的诸多影响主要因素之中有主次之分 ;并结合微粒半径大小比较的疑难问题的实际情况 ,将此疑难问题通过分步来逐 一实现化解 ;即 :

第一步考虑电子层数对微粒半径大小的影响 ;

第二步在电子层数相同的情况下再考虑核电荷数对微粒 半径大小的影响 ;

第三步在电子层数和核电荷数都相同的情况下考虑核外电子数的多少对微粒半径大小的影响 ,

并且三 步顺序不能颠倒 。从而形成了较为完善的“三步法”策略 ,该 策略能够有效地化解高中化学微粒半径大小比较的高考疑难问题 。

(责任编辑:化学自习室)
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