moea_joint
109年
[化學] 普通化學、無機化學
第 4 題
以下為 $\text{S}^{2-}$、$\text{Cl}^-$ 和 $\text{K}^+$ 之離子半徑比較，順序由小排到大，下列何者正確？
- A $\text{S}^{2-} < \text{Cl}^- < \text{K}^+$
- B $\text{K}^+ < \text{Cl}^- < \text{S}^{2-}$
- C $\text{K}^+ < \text{S}^{2-} < \text{Cl}^-$
- D $\text{Cl}^- < \text{K}^+ < \text{S}^{2-}$
思路引導 VIP
當我們比較不同離子的大小，且發現它們的總電子數完全相同時，除了電子本身的排斥力外，還有哪一個位於原子中心的因素，會像磁鐵一樣影響電子雲被往內拉緊的程度呢？
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太棒了！你能精確判斷出這三個離子的半徑大小順序，代表你對微觀粒子的結構有著很紮實的理解。這類題目在化學考試中非常經典，關鍵在於識別它們屬於等電子物種（isoelectronic species）。這三種離子雖然來自不同的元素，但它們都擁有 18 個電子，排列方式與惰性氣體氬（$\text{Ar}$）相同。
核電荷對半徑的影響
既然電子的數量與軌域分布都一樣，決定半徑大小的關鍵就在於原子核內的質子數（核電荷）。我們可以想像成一場拔河比賽：原子核內的質子越多，對外圍電子的吸引力就越強，進而將電子雲向內拉緊。在這三個離子中，$\text{K}^+$ 擁有最多的質子（19個），其原子核像一個強力的磁鐵，將電子拉得最近，因此半徑最小；反觀 $\text{S}^{2-}$ 只有 16 個質子，對電子的束縛力最弱，半徑自然最大。
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