元素周期律 · 操作台

离子半径比较实验室

半径不是写在元素符号旁边的固定标签。先让同一种元素“失去”或“得到”电子,再把一组电子数相同的离子放到同一把尺子上比较。

规则一|同一种元素

形成阳离子时,电子减少,半径通常变小;形成阴离子时,电子增多,半径通常变大。

规则二|等电子体

对本页这组电子排布相同的单原子离子,在可比条件下看核电荷:核电荷越大,对同一批电子拉得越紧,半径越小。

第 1 轮

先把“同一种元素”看明白

把每一对按半径从大到小排好。可拖动卡片,也可依次点两张卡片来交换位置;每排第一张代表半径较大。

钠原子与钠离子

Na 与 Na+,谁更“占地方”?

从大到小排序

  1. 1Na+11 个质子,10 个电子
  2. 2Na11 个质子,11 个电子

氯原子与氯离子

Cl 与 Cl−,谁更“舒展”?

从大到小排序

  1. 1Cl17 个质子,17 个电子
  2. 2Cl−17 个质子,18 个电子

结合电子层排布与核对电子的吸引来想

下图圆环仅为示意符号,不代表实际电子轨迹、电子层数或半径比例;电子层排布以各图下方数字为准。

11p
Na

电子排布:2, 8, 1

11p
Na+

电子排布:2, 8

17p
Cl

电子排布:2, 8, 7

17p
Cl−

电子排布:2, 8, 8

先分别核验两对排序,第二轮才会开启。

完成第 1 轮的两次核验后,这组等电子体会解锁。
第 2 轮

电子数相同,谁的半径最大?

下列粒子都具有 10 个电子。请从半径最大排到最小;此时“带多少正/负电”不是直接答案,关键是核内有多少个质子。

从大到小排序(可拖动,或依次点两张卡片交换)

  1. 1Na+11p10e
  2. 2Al3+13p10e
  3. 3F−9p10e
  4. 4Mg2+12p10e
  5. 5O2−8p10e
两轮完成。比较离子半径时,先问“是否同一元素?”;若是等电子体,再比较核电荷大小。

常见陷阱:别把“电荷数”当成万能排序尺

“负电荷越多,半径一定越大”不是普遍定律。比较同一种元素时通常考察得失电子前后的排布变化;比较不同元素则不能只按电荷排序。例如 O2−、F−、Na+、Mg2+、Al3+ 都是 10 电子等电子体;它们的半径顺序由核电荷决定,而不是只看右上角的电荷符号。