So sánh bán kính nguyên tử và ion của các nguyên tố sau

Câu hỏi: So sánh bán kính nguyên tử và ion của các nguyên tố sau: Na (Z = 11), K+ (Z = 19), Cl- (Z = 17), P (Z = 15)

Câu trả lời chính xác nhất:

Cấu hình electron của các nguyên tử và ion:

Na: 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹

K+: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶

Cl-: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶

P: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p³

 Na có ít phân lớp electron nhỏ nhất nên bán kính Na nhỏ nhất.

 K+ và Cl₂ có cùng số electron  nhưng điện tích hạt nhân của K+ lớn hơn Cl- , do đó lực hút tĩnh điện của hạt nhân và electron của K+ lớn hơn Cl-

-> Bán kính K+ < bán kính Cl-.

Tương tự, P có cùng số lớp electron với Cl- nhưng số electron và proton đều ít hơn Cl-

-> Bán kính P > Bán kính Cl-

Vậy chiều tăng dần bán kính là: Na < K+ < Cl- < P

Hãy cùng Top lời giải tìm hiểu thêm về bán kính nguyên tử và ion của các nguyên tố qua bài viết dưới đây nhé !

1 .Bán kính nguyên tử

Bán kính nguyên tử của một nguyên tố hóa học là kích thước nguyên tử của nguyên tố đó, thường là khoảng cách trung bình tính từ tâm của hạt nhân nguyên tử đến ranh giới ngoài cùng của đám mây electron. Vì ranh giới này không phải là một thực thể vật lý được xác định rõ ràng, nên có nhiều định nghĩa không tương đồng về bán kính nguyên tử. Bán kính nguyên sử dụng phổ biến về bán kính nguyên tử là bán kính Van der Waals, bán kính ion, và bán kính cộng hóa trị tương ứng với 3 kiểu liên kết hóa học.

+ Trong một chu kì: Theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân (đi từ trái sang phải) trong một chu kỳ thì bán kính nguyên tử giảm: 

Lý do: Khi  đi  từ  nguyên tố  nọ đến  nguyên tố  kia  điện tích  hạt  nhân tăng thêm  một  đơn  vị,  electron tăng  thêm   được điền vào lớp n đang được xây dựng dở (các nguyên tố trong cùng một chu kì có cùng số lớp  electron) 

=>  Lực  hút  giữa  hạt nhân  với các electron  lớp ngoài cùng cũng tăng  theo.

=> Bán kính nguyên tử nói chung giảm dần

Nguyên tố có bán kính nguyên tử lớn nhất là K

Theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân (đi từ trái sang phải) trong một chu kỳ thì bán kính nguyên tử giảm: 

Nguyên tố có bán kính nguyên tử nhỏ nhất là N, nguyên tố có bán kính  lớn nhất là K

2. Bán kính ion nguyên tử

Bán kính ion nguyên tử là khoảng cách giữa hạt nhân và electron ở lớp vỏ ngoài cùng của ion.

Khi một điện tử được thêm vào nguyên tử, tạo thành anion, điện tử được thêm vào sẽ đẩy các điện tử khác, dẫn đến tăng kích thước của nguyên tử. Khoảng cách giữa 2 hạt nhân của cation và anion ở trong tinh thể bằng tổng bán kính nguyên tử của cation và anion. Bằng thực nghiệm, khoảng cách giữa các cation và anion của một loạt các tinh thể ion (bằng phương pháp nhiễu xạ tia X, phổ vi sóng, …) người ta có thể xác định được bán kính  của các ion riêng biệt.

.Để so sánh được chính xác (ở mức độ lý thuyết) chúng ta cần chú ý và quan tâm tới lớp vỏ nguyên tử và điện tích của hạt nhân để có căn cứ so sánh.

+ Số lớp electron tăng thì bán kinh nguyên tử tăng (tỉ lệ thuận với bán kính)

+ Điện tích hạt nhân càng lớn thì bán kính nguyên tử càng giảm (tỉ lệ nghịch với bán kính)

- Bán kính của các cation bao giờ cũng nhỏ hơn bán kính của các nguyên tử tương ứng. Giải thích: Khi  electron bị mất đi thì không còn tương  tác  đẩy  của  nó  với  các electron khác và các electron còn lại trong nguyên tử bị hút mạnh hơn về phía hạt nhân => làm cho bán kính ion bị co lại. Sự giảm kích thước của ion đặc biệt lớn khi cả lớp electron ngoài cùng bị mất đi

- Bán kính của các anion bao giờ cũng lớn hơn bán kính của các nguyên tử tương ứng. Khi nguyên tử biến thành anion, electron nhận thêm vào làm tăng tương tác đẩy electron – electron => làm cho kích thước ion tăng thêm.

- Nguyên tố nào có giá trị cao nhất Bán kính ion Francium

Bán kính nguyên tử tăng từ trên xuống dưới trong một nhóm và giảm từ trái sang phải trong một chu kỳ.

Do đó, helium là nguyên tố nhỏ nhất, và franxi là nguyên tố lớn nhất.

>>> Xem thêm: Nguyên tố có năng lượng ion hóa nhỏ nhất

Câu hỏi bổ sung kiến thức về bán kính nguyên tử và bán kính ion nguyên tử

Câu 1: Cho các phát biểu sau:

Trong một chu kì, bán kính nguyên tử không đổi khi điện tích hạt nhân tăng

Trong một chu kì, bán kính nguyên tử tăng theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân

Trong một nhóm, bán kính nguyên tử giảm dần theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân

Trong môt chu kì, bán kính nguyên tử giảm theo chiều giảm dần của điện tích hạt nhân

Trong một nhóm, bán kính nguyên tử tăng dần theo chiều tăng của điện tích hạt nhân

Số phát biểu đúng là:

A. 4

B. 3

C. 1

D. 2

Đáp án :D

Câu 2: Các ion Na⁺, Mg₂⁺, O₂⁻, F⁻ đều có cùng cấu hình electron. Thứ tự giảm dần bán kính của các ion trên là

A. Na⁺> Mg₂⁺ > F⁻ > O₂⁻

B. Mg₂⁺ > Na⁺ > F⁻ > O₂−

C. F⁻ > Na⁺ > Mg₂⁺ > O₂−

D. O₂−>F⁻  > Na⁺ > Mg₂⁺

Đáp án: D

---------------------------------

Trên đây Top lời giải đã cùng các bạn So sánh bán kính nguyên tử và ion của các nguyên tố? Hy vọng qua bài viết các bạn sẽ trang bị cho mình thêm thật nhiều kiến thức hữu ích , cần thiết . Cảm ơn các bạn đã đọc và theo dõi bài viết của chúng tôi. Chúc các bạn học tập tốt nhé!