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粒子半径大小的比较规律

原子和简单离子半径大小的比较是高考的一个重要考点，掌握比较的方法和规律，才能正确判断粒子半径的大小。中学化学里常见粒子半径大小比较，规律如下：
1.同种元素粒子半径大小比较：
同种元素原子形成的粒子，核外电子数越多，粒子半径越大。阳离子半径小于相应原子半径。如r(Na+)r(Cl)；同种元素不同价态的离子，价态越高，离子半径越小。如r(Fe)>r(Fe2+)>r(Fe3+)、r(H—) > r (H) > r(H+)。
2.不同元素粒子半径的比较：
①同周期元素，电子层数相同，原子序数越大，原子半径、最高价阳离子半径、最低价阴离子半径均逐渐减小(仅限主族元素)。如r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(S)>r(Cl)、r(Na+) >r(Mg2+)>r(Al3+)、r(O2—) >r(F—)。同一周期各元素，阴离子半径一定大于阳离子半径。如r(O2—) > r(Li+)。
②同主族元素，最外层电子数相同，电子层数越多，原子半径越大，同价态的离子半径大小也如此。如：r(F)2—)>r(Cl—)>r(Ar) >r(K+)>r(Ca2+)、r(O2—)> r(F—)> r（Na+）> r（Mg2+）> r（Al3+）。
④稀有气体元素的原子，半径比与它相邻的卤素原子的原子半径大，如r(Ar) >r(Cl)。
⑤核电荷数、电子层数、电子数都不相同的粒子，一般可以通过一种参照粒子进行比较。
如铝原子和氧原子，可以通过硼原子转换，r(Al)>r(B) >r(O)，也可以通过硫原子转换，r(Al)>r(S) >r(O)。
微粒半径大小的比较方法
1． 原子半径的大小比较，一般依据元素周期表判断。若是同周期的，从左到右，随着核电荷数的递增，半径逐渐减小；若是同主族的，从上到下，随着电子层数增多，半径依次增大。
2． 若几种微粒的核外电子排布相同，则核电荷数越多，半径越小。
3． 同周期元素形成的离子中阴离子半径一定大于阳离子半径，因为同周期元素阳离子的核外电子层数一定比阴离子少一层。
4． 同种金属元素形成的不同金属离子，其所带正电荷数越多（失电子越多），半径越小。
☆判断微粒半径大小的总原则是：
1． 电子层数不同时，看电子层数，层数越多，半径越大；
2． 电子层数相同时，看核电荷数，核电荷数越多，半径越小；
3． 电子层数和核电荷数均相同时，看电子数，电子数越多，半径越大；如r（Fe2+）> r（Fe3+）
4． 核外电子排布相同时看核电荷数，核电荷数越多，半径越小；
5． 若微粒所对应的元素在周期表中的周期和族既不相同又不相邻，则一般难以直接定性判断其半径大小，需要查找有关数据才能判断。
典型例题剖析
[例1] 下列各元素中，原子半径依次增大的是(　　)
　　A．Na、Mg、Al　　B．N、O、F　　　C．P、Si、Al　　　D．C、Si、P
[解析] A中三元素同周期，核电荷数增大，原子半径依次减小；B与A相类似，半径依次减小；C中三种元素同周期且核电荷数逐渐减小，原子半径依次增大，C选项正确；D中Si原子半径最大，故不符合题意。
[例2] 已知aAn+、bB（n+1）+、cCn—、dD（n+1）—均具有相同的电子层结构，关于ABCD四种元素的叙述正确的是（ ）
A.原子半径A＞B＞C＞D B.原子序数b＞a＞c＞d
C.离子半径：D＞C＞B＞A D.金属性B＞A；非金属性D＞C
[解析] 此题考查学生对原子序数、核电荷数、电荷数及周期表中元素的相对位置和粒子半径的递变规律的理解和掌握。由aAn+、bB（n+1）+、cCn—、dD（n+1）—均具有相同的电子层结构，可知A、B在同一周期，C、D在同一周期，且C、D在A、B的上一周期；由B的电荷比A高，知B在A的右边；由C的电荷比D高，知C在D的右边。其位置关系如下表所示。对于A，原子半径应改为A＞B＞D＞C ；对于B，原子序数b＞a＞c＞d正确；对于C，离子半径应改为D＞C＞A＞B； 对于D，金属性应改为A＞B；非金属性D＞C正确。答案为B。

…
D
C…
…A
B
…

[例3] A、B、C、D、E是原子序数依次增大的五种短周期元素，其原子半径按DEBCA的顺序依次减小，且B和E同主族。下列推断不正确的是（　 ）
A．A、B、D一定在不同周期 　 B．A、D可能在同一主族
C．D、B、C原子的最外层电子数依次增多 D．C的最高价氧化物的水化物可能显碱性
[解析] 此题考查学生对周期表结构的认识和周期表中存在的半径变化规律知识的掌握情况。短周期只有前3周期，由A、B、C、D、E是原子序数依次增大及B和E同主族可确定BE的相对位置，若B在第2周期则E在第3周期；由原子半径按DEBCA的顺序依次减小知A与B在不同周期，则A只能在第一周期、第1主族，是氢；D的原子半径比E大，D与E同周期，且D在E的左边某一族内，可能与A同族；C的原子序数比B大，原子半径比B小，C与B同周期， C在B的右边某族，C一定在铍之后，不可能是金属，所以，C的最高价氧化物的水化物不可能显碱性。只有D选项是不正确的。相对位置如下：
A（氢）

（B）
B（C）
C
（C）
（D）
D（E）
E

[例4] 已知两元素A与B的原子序数分别为a、b，且原子半径B>A，则a与b的相对大小关系是（　 ）
A．a一定大于b　 　B．a一定小于b
C．若元素A、B在同一周期，则a一定大于b　　
D．若元素A、B不在同一周期，则a一定大于b
[解析] 考纲要求考生“掌握同一周期(同一主族)内元素性质(如：原子半径、化合价、单质及其化合物性质)的递变规律与原子结构的关系”。该题考查考生对元素周期B(原子半径)的理解和归纳推理能力。分析题干时，了解到原子序数与原子半径之间有一定的关系，因此原子半径在元素周期表中的规律性变化是解题的切入点。根据元素周期律可知，在同一周期，随原子序数递增原子半径逐渐减小(0族元素不考虑)，若元素A、B同周期，而原子半径B>A，所以原子序数a>b，所以选项C正确。若在同一主族，从上到下，原子半径逐渐增大，而原子序数也增大，即当原子半径B>A时，原子序数b>a。所以两种情况都有可能，A、B、D选项不正确。答案为C。
【针对训练
比较下列粒子的半径大小
1.Na+ Cl— 　　2. H+ H — 3. H — Li+ 4. Na+ Al3+
5.O2— F— 　　6.K Mg 7.C F 8.Cl Br
9.F— Cl— 　10.Mg2+ Mg 11. Cl Cl— 12. Fe3+ Fe2+
13.S2— Ca2+ 　　 14.O2— Ne
答案：
1.Na+ ＜ Cl— 　 2. H+ ＜ H — 　　　　 3. H — ＞ Li+ 4. Na+ ＞ Al3+
5.O2—＞ F— 6.K ＞ Mg 　7.C ＞ F 8.Cl ＜ Br
9.F— ＜ Cl— 10.Mg2+ ＜Mg 　 11. Cl ＜ Cl— 　12. Fe3+＜ Fe2+
13.S2— ＞ Ca2+ 14.O2— ＞ Ne】

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