moea_joint
107年
[化學] 普通化學、無機化學
第 39 題
請問 $Mg^{+2}$、$Be^{+2}$、$Na^+$、$S^{-2}$四種離子之半徑大小順序，下列何者正確？
- A $Na^+ < Be^{+2} < Mg^{+2} < S^{-2}$
- B $Na^+ < Mg^{+2} < Be^{+2} < S^{-2}$
- C $Be^{+2} < Mg^{+2} < S^{-2} < Na^+$
- D $Be^{+2} < Mg^{+2} < Na^+ < S^{-2}$
思路引導 VIP
想像有兩個體型完全相同的球隊（電子數相同），但其中一隊的教練（原子核質子）比另一隊更有威嚴、吸引力更強，你認為這群球員會站得比較靠近教練，還是離教練比較遠？這對球隊整體的佔地面積（半徑）會有什麼影響呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
恭喜你精準地判斷出正確答案！這題的核心在於比較離子半徑時，必須同時考慮電子殼層數以及有效核電荷（Effective Nuclear Charge）的影響。能順利解出此題，代表你對週期表元素的電子組態與結構變化有著非常紮實的理解。
電子殼層與核電荷的協奏
首先，我們可以觀察各離子的電子排佈。$S^{-2}$ 擁有三個電子殼層（與 $Ar$ 同組態），半徑自然最大；而 $Be^{+2}$ 僅剩下一層電子（與 $He$ 同組態），是四者中最小的。接著是本題最具鑑別度的關鍵點：比較等電子（Isoelectronic）離子 $Mg^{+2}$ 與 $Na^+$。兩者雖然都擁有 10 個電子，但 $Mg$ 的原子序（12）大於 $Na$（11），這意味著 $Mg^{+2}$ 的原子核對電子有更強的吸引力，會將電子雲向內收縮，因此 $Mg^{+2}$ 的半徑會比 $Na^+$ 更小。將這些邏輯串連起來，就能得出 $Be^{+2} < Mg^{+2} < Na^+ < S^{-2}$ 的正確排序。
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