“三步法”策略化解高中化學微粒半徑大小比較的疑難問題

摘 要：元素原子及簡單離子半徑大小的比較是近幾年高考命題的熱點之一，從高考考查此知識點的方式來看，主要考查學生對元素周期律的理解能力和解決實際問題的能力；微粒半徑大小比較的規律繁多，很容易記混；并且這一問題針對初學者來說一直是一個疑難問題；若能充分利用好“三步法”策略解決此疑難問題就能起到事半功倍的效果。

關鍵詞：三步法；策略；簡單微粒；半徑大??；比較

化解高中化學中微粒（原子和簡單離子）半徑大小比較的疑難問題的“三步法”策略，具體是指第一步比較微粒電子層數的多與少，且電子層數越多，半徑越大；第二步比較核電核數的大與小，即在電子層數相同的情況下，比較核電荷數，且核電荷數越大，半徑越??；第三步比較核外電子數，即在電子層數和核電核數都相同的情況下，比較核外電子數，且核外電子數越多，半徑越大。元素原子及簡單離子半徑大小的比較高考常以選擇題或者填空題的形式出現，下面就通過解決微粒半徑大小比較的實際疑難問題來靈活應用“三步法”策略。

一、 電子層數越多，半徑越大

在影響微粒半徑大小的三個主要因素之中，微粒的電子層數對其半徑的影響占主導地位；即微粒所含電子層數越多其半徑越大?！颈疽幝山鉀Q不適用Li原子與下周期Mg元素以后的原子半徑的比較，如：r（Li）>r（Cl）；不過這些特殊情況在考試大綱中并未涉及。】

（一） 同主族元素原子半徑大小的比較

例如：由K元素和Na元素在元素周期表中的位置可知：二者分別位于元素周期表中的第四周期和第三周期，結合元素周期律可知：元素所在的周期序數等于對應元素原子的電子層數。K原子的電子層數比Na原子的多一層，則：r（K）>r（Na）。

（二） 主族金屬元素原子與其陽離子半徑大小的比較

例如：Na原子的電子層數比Na+ 的多一層，故：r（Na）>r（Na+）。

二、 電子層數相同，核電荷數越大半徑越小

當微粒的電子層數相同時，核電荷數增大使原子半徑減小的影響大于核外電子數增多使微粒半徑增大的影響；此時，核電荷數增大使微粒半徑減小占主導地位；即微粒的電子層數相同時，核電荷數越大半徑越小。

（一） 同周期主族元素原子半徑大小的比較

例如：Mg原子和Al原子二者電子層數都相同，但Mg原子核電荷數比Al原子的小，故：r（Mg）>r（Al）；又如C原子和O原子二者電子層數都相同，但C原子核電荷數比O原子的小，故r（C）>r（O）。

（二） 不同周期的主族元素對應離子半徑大小的比較

例如：O2-和Na+二者電子層數相同都為3，但O2-電荷數為8比Na+的電荷數11要小，故：r（O2-）>r（Na+）。

三、 電子層數相同，核電荷數相同，核外電子數越多，半徑越大

當電子層數、核電荷數都相同時；核外電子數越多，原子核對外層電子的引力減弱，使其微粒半徑越大。

（一） 非金屬主族元素原子與其陰離子半徑大小的比較

非金屬主族元素原子與其陰離子半徑大小的比較中因為陰離子所含的電子比其原子所含的電子多，故原子比其陰離子半徑大。例如：Cl原子和Cl-電子層數相同都為3，二者的核電荷數也相同都為17；但Cl-的核外電子數為18比Cl原子的多1；故：r（Cl）>r（Cl-）。

（二） 同種金屬元素的不同陽離子半徑大小的比較

同種金屬元素的不同陽離子半徑大小的比較中其陽離子所帶電荷越多其離子半徑越大。例如：Fe2+和Fe3+電子層數相同，二者的核電荷數也相同都為26；但Fe2+的核外電子數比Fe3+的多1；故：r（Fe2+）>r（Fe3+）。

【核心訓練】

下列離子化合物中，陰離子和陽離子的半徑之比最大的是（ ），陰離子與陽離子的核間距最大的是（ ）

A. KCl B. NaF C. LiI D. CsI

解析：根據題意并結合粒子電子層數越多、半徑越大的比較規律可知：r（I-）>r（Cl-）>r（F-），r（Cs+）>r（K+）>r（Na+）>r（Li+）；因此，其中陰離子和陽離子的半徑之比I-/Li+的值為最大；上述的陰離子與陽離子中的Cs+和I-的核間距是最大的；故符合本題的選項為C和D。

綜合上述：元素原子半徑及簡單微粒半徑的比較是高考命題的熱點之一，從中亦可反映出考生對元素周期律的理解能力和應用這一知識解決問題的能力。因此學生要掌握好微粒半徑大小的比較規律這一高考熱點，必須要理清影響微粒半徑大小的主要因素，即原子或簡單陰、陽離子的電子層數、核電荷數、核外電子數等。而且在這些影響微粒半徑大小的諸多影響主要因素之中有主次之分；并結合微粒半徑大小比較的疑難問題的實際情況，將此疑難問題通過分步來逐一實現化解；即：第一步考慮電子層數對微粒半徑大小的影響；第二步在電子層數相同的情況下再考慮核電荷數對微粒半徑大小的影響；第三步在電子層數和核電荷數都相同的情況下考慮核外電子數的多少對微粒半徑大小的影響，并且三步順序不能顛倒。從而形成了較為完善的“三步法”策略，該策略能夠有效地化解高中化學微粒半徑大小比較的高考疑難問題。

參考文獻：

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[5]孫鳳.微粒半徑大小的比較規律[J].高中數理化，2015（20）：47.

作者簡介：

邵斅農，甘肅省白銀市，會寧縣第五中學。