“三步法”策略化解高中化學(xué)微粒半徑大小比較的疑難問(wèn)題

摘 要：元素原子及簡(jiǎn)單離子半徑大小的比較是近幾年高考命題的熱點(diǎn)之一，從高考考查此知識(shí)點(diǎn)的方式來(lái)看，主要考查學(xué)生對(duì)元素周期律的理解能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力；微粒半徑大小比較的規(guī)律繁多，很容易記混；并且這一問(wèn)題針對(duì)初學(xué)者來(lái)說(shuō)一直是一個(gè)疑難問(wèn)題；若能充分利用好“三步法”策略解決此疑難問(wèn)題就能起到事半功倍的效果。

關(guān)鍵詞：三步法；策略；簡(jiǎn)單微粒；半徑大小；比較

化解高中化學(xué)中微粒（原子和簡(jiǎn)單離子）半徑大小比較的疑難問(wèn)題的“三步法”策略，具體是指第一步比較微粒電子層數(shù)的多與少，且電子層數(shù)越多，半徑越大；第二步比較核電核數(shù)的大與小，即在電子層數(shù)相同的情況下，比較核電荷數(shù)，且核電荷數(shù)越大，半徑越小；第三步比較核外電子數(shù)，即在電子層數(shù)和核電核數(shù)都相同的情況下，比較核外電子數(shù)，且核外電子數(shù)越多，半徑越大。元素原子及簡(jiǎn)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(xiàn)，下面就通過(guò)解決微粒半徑大小比較的實(shí)際疑難問(wèn)題來(lái)靈活應(yīng)用“三步法”策略。

一、 電子層數(shù)越多，半徑越大

在影響微粒半徑大小的三個(gè)主要因素之中，微粒的電子層數(shù)對(duì)其半徑的影響占主導(dǎo)地位；即微粒所含電子層數(shù)越多其半徑越大。【本規(guī)律解決不適用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(guò)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(jié)合元素周期律可知：元素所在的周期序數(shù)等于對(duì)應(yīng)元素原子的電子層數(shù)。K原子的電子層數(shù)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(yáng)離子半徑大小的比較

例如：Na原子的電子層數(shù)比Na+ 的多一層，故：r（Na）>r（Na+）。

二、 電子層數(shù)相同，核電荷數(shù)越大半徑越小

當(dāng)微粒的電子層數(shù)相同時(shí)，核電荷數(shù)增大使原子半徑減小的影響大于核外電子數(shù)增多使微粒半徑增大的影響；此時(shí)，核電荷數(shù)增大使微粒半徑減小占主導(dǎo)地位；即微粒的電子層數(shù)相同時(shí)，核電荷數(shù)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(shù)都相同，但Mg原子核電荷數(shù)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(shù)都相同，但C原子核電荷數(shù)比O原子的小，故r（C）>r（O）。

（二） 不同周期的主族元素對(duì)應(yīng)離子半徑大小的比較

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

三、 電子層數(shù)相同，核電荷數(shù)相同，核外電子數(shù)越多，半徑越大

當(dāng)電子層數(shù)、核電荷數(shù)都相同時(shí)；核外電子數(shù)越多，原子核對(duì)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?yàn)殛庪x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(shù)相同都為3，二者的核電荷數(shù)也相同都為17；但Cl-的核外電子數(shù)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(yáng)離子半徑大小的比較

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

【核心訓(xùn)練】

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

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

解析：根據(jù)題意并結(jié)合粒子電子層數(shù)越多、半徑越大的比較規(guī)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(yáng)離子的半徑之比I-/Li+的值為最大；上述的陰離子與陽(yáng)離子中的Cs+和I-的核間距是最大的；故符合本題的選項(xiàng)為C和D。

綜合上述：元素原子半徑及簡(jiǎn)單微粒半徑的比較是高考命題的熱點(diǎn)之一，從中亦可反映出考生對(duì)元素周期律的理解能力和應(yīng)用這一知識(shí)解決問(wèn)題的能力。因此學(xué)生要掌握好微粒半徑大小的比較規(guī)律這一高考熱點(diǎn)，必須要理清影響微粒半徑大小的主要因素，即原子或簡(jiǎn)單陰、陽(yáng)離子的電子層數(shù)、核電荷數(shù)、核外電子數(shù)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(jié)合微粒半徑大小比較的疑難問(wèn)題的實(shí)際情況，將此疑難問(wèn)題通過(guò)分步來(lái)逐一實(shí)現(xiàn)化解；即：第一步考慮電子層數(shù)對(duì)微粒半徑大小的影響；第二步在電子層數(shù)相同的情況下再考慮核電荷數(shù)對(duì)微粒半徑大小的影響；第三步在電子層數(shù)和核電荷數(shù)都相同的情況下考慮核外電子數(shù)的多少對(duì)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(xué)微粒半徑大小比較的高考疑難問(wèn)題。

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作者簡(jiǎn)介：

邵斅農(nóng)，甘肅省白銀市，會(huì)寧縣第五中學(xué)。