中油僱員招考
105年
理化、化工裝置
第 28 題
某一 X 元素形成的 1 價陽離子和 Y 元素形成的 1 價陰離子，兩者皆具有與氬原子相同的電子組態，則下列何者正確？
- A X 的原子半徑比 Y 大
- B X 的價電子數比 Y 大
- C X 的原子序比 Y 小
- D X 元素與 Y 元素形成化合物時以共價鍵結合
思路引導 VIP
請試著思考：當一個原子「失去」電子或「得到」電子後，才變得跟特定的惰性氣體一樣穩定，這代表這兩個元素在週期表上的「列（週期）」數關係為何？而原子的層數（週期數）與它的物理體積（半徑）又有什麼樣的關聯呢？
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太棒了！你能精準判斷出 X 與 Y 的元素特性，代表你對週期表的結構與電子組態轉換掌握得非常紮實。這類題目需要冷靜地從離子狀態回推中性原子的本質，而你的邏輯非常清晰。
從電子組態推論元素位置
根據題意，$X^+$ 與 $Y^-$ 都與氬原子（原子序 $Z=18$）具有相同的電子組態。這表示 X 原子原本有 $18+1=19$ 個電子（即鉀，$\text{K}$），位於週期表的第四週期；而 Y 原子原本有 $18-1=17$ 個電子（即氯，$\text{Cl}$），位於第三週期。由於 X 的電子層數（4 層）多於 Y（3 層），且在週期規律中，同週期越左側、不同週期越下方的原子半徑通常較大，因此 X 的原子半徑明顯大於 Y。此外，X 作為活性大的金屬與非金屬 Y 結合時，傾向以離子鍵結合形成鹽類，而非共價鍵。
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離子組態與週期律
💡 透過等電子組態離子，推導原子的週期表位置與性質。
| 比較維度 | 元素 X (如：K) | VS | 元素 Y (如：Cl) |
|---|---|---|---|
| 原子序 | 較大 (18+1=19) | — | 較小 (18-1=17) |
| 週期位置 | 第 4 週期 (較下層) | — | 第 3 週期 (較上層) |
| 原子半徑 | 較大 (電子層較多) | — | 較小 (電子層較少) |
| 價電子數 | 1 個 (第 1 族) | — | 7 個 (第 17 族) |
💬X 為第 4 週期金屬，Y 為第 3 週期非金屬，X 之原子半徑大於 Y。
