如何判断离子半径大小

2024-12-20 16:20:51
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回答1:

你可以把两粒子宏观化,想象成两带电的金属球。其带的电荷都在球体表面上(微观情况下,比如Na原子,它的M层电子受到的有效电荷吸引实际上只有1,虽然Na有11个质子,但是其余的10个质子所带电量都被K、L两层电子屏蔽掉了,作用在M层电子上的电荷实际只有1,当然,如果是4周期以后的过度元素,d电子、f电子会有一个钻穿效应,在某一个时刻点,外层电子所受的有效电荷可能因为围绕核运动到里层而变大。),计算两个金属球间的距离的时候,因为其带电中心和几何中心不再重合的原因。所以离子半径越大,两离子间的距离越大,这和库仑定律没有直接关系。
举个实际例子来说:NaCl和CsI,Na、Cs都是ⅠA族碱金属,Na+和Cs+都带一个单位正电荷(内层电子屏蔽了大部分的质子带电量,外在体现的有效核电荷数都是+1),Cl、I则都位于ⅦA族,Cl-和I-均带一个单位负电荷;库仑定律:F=k(q1·q2)/(r^2)中q(Na)=q(Cs),q(Cl)=q(I);但是,Na-Cl间距r(Na-Cl)<Cs-I间距r(Cs-I),究其原因:
主要就是三周期的钠离子半径R(Na)<六周期的铯离子半径R(Cs),三周期的氯离子半径R(Cl)<五周期的碘离子半径R(I)的缘故,这也是为什么Na-Cl金属键的键能要大于Cs-I的原因,NaCl比CsI稳定,熔点更高,从物理角度解释就是Na+与Cl-间距比较小,库仑作用力比较大,离子成键键能大的缘故。而这些与库仑定律没有很直接的关联。
可以这样来理解:两离子的库仑作用距离r=(两离子半径之和r1)+(两离子表面相距的距离
r2)。从刚才宏观上金属小球的分析知道,事实上说的两离子(小球)间的平均距离是它们电荷中心相距的距离,与几何中心相距的距离有一定的差别,也有一定的联系。如果排出这个离子本身半径大小的因素,实际上Na-Cl与Cs-I的间距应该就是一样大的了,库仑作用力一样大,离子键能也一样大,化合物稳定性也是一样的了(库仑定律)。
至于R(Na)<R(Cs)的原因,相信你们化学老师也讲过。Cs原子核本来就要比Na核大,再加上Cs的电子比Na的也多,原子中除了核与电子之间的库仑引力外,还存在电子与电子的相互排斥力(也就是所谓的相互屏蔽作用)。

回答2:

回答3:

有四种类型,第一,原子>相应阳离子,原子小于相应阴离子
如钠大于钠离子,氯大于氯离子
第二,同一周期的阳离子,随原子序数增加而减小。同一周期的阴离子,随原子序数增加而减小。
第三,离子层数相同,并且一正一负的,原子序数越大,半径越小,比如o2->na+
第四,找中间量