O2-的半径比F-的半径小还是大?
张新平
(湖北省武汉市新洲区第一中学 武汉新洲 430400)
摘要 离子半径只是一个近似概念,各种离子半径数据都是在一定假设下推得的结果。现在使用的离子半径数据,多是在假定O2-、 F-等的半径大小后测算出的。因此,在使用离子半径数据时,既要有数据来源的说明,又要注意在命题中规避那些可能因来源不同而出现的某些与大小规律相反的离子(如O2-、 F-)。
关键词 离子半径 氧负离子 氟离子 Pauling半径 有效离子半径 高考理综化学
1问题的提出
时隔11年后,O2-与F-半径大小比较又被高考抬出:2019年全国高考理综卷II第35题之(3)比较离子半径:F−______O2−(填“大于”等于”或“小于”)。
前有2008年山东高考理综第11题:下列说法正确的是( )
A . SiH4比CH4 稳定
B .O2-半径比 F-的小
C. Na 和 Cs属于第IA 族元素, Cs 失电子能力比 Na 的强
D . P 和 As属于第VA 族元素, H3PO4酸性比 H3 AsO4的弱
标准答案选C。
很少在考试中出现的O2- 与F-比较半径大小的问题,在高考中出现了,且由选答可知O2-半径比 F-的大。命题者的依据是:单原子离子(即简单离子)半径大小的比较规律——具有相同电子层结构的简单离子,随原子序数的增加,离子半径逐渐减小(常简称为“序大径小”)。这个规律就没有例外吗?就有文献[1]查得的离子半径数据是:r(O2-)=132pm,r(F-)=133pm。这是什么原因呢?
2理论依据
离子半径[2]是根据实验测定离子晶体中正负离子平均核间距估算得出的,是描述离子大小的一种物理参数。具体的测算方法是:先给定其中一种离子的半径(作为标准离子),再测算出另一种离子的半径,并在此基础上得出其它大量离子的半径。因此,最先给定的离子半径的大小不同,得出的其它离子半径数据就会不同。同时,离子半径的大小还受离子所带电荷、离子本身的电子分布、以及离子晶体结构(如配位数)等因素的影响。
目前仍广泛应用的离子半径主要有4种,其中3种离子半径测算标准对比如表1。……(因上传不了,不知何故?故略,如有兴趣,请下载附件。或到化学教育期刊微信公众号)
注:该文发表于《化学教育》微信公众号2019-06-27
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