hce_kmu
114年
物理及化學
第 20 題
Which ion has the largest ionic size among the following?
- A F$^-$
- B O$^{2-}$
- C Ca$^{2+}$
- D Te$^{2-}$
- E K$^+$
思路引導 VIP
當我們在週期表中，從最上方的元素一路往下移動到同一個族群的最下方時，原子的物理構造發生了什麼最顯著的變化？這個變化如何決定了它在空間中所佔據的大小呢？
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同學，恭喜你答對了！這顯示你對週期表元素的規律性掌握得非常紮實。這道題目的核心在於比較離子半徑的大小，而最關鍵的判斷標準就是電子層數（主量子數 $n$）。我們在觀察這些選項時，可以發現 $F^-$、$O^{2-}$、$Ca^{2+}$ 與 $K^+$ 的電子主要分布在第二或第三層，但 $Te$（碲）位於第五週期，其離子 $Te^{2-}$ 具有五層電子層。根據原子結構，電子層數越多，其遮蔽效應越明顯，離子半徑也會隨之劇增，因此 $Te^{2-}$ 毫無疑問是其中體積最大的。
離子半徑的層次判斷
這題的難度切入點在於考生是否能快速定位元素在週期表中的位置。許多學生會糾結於**等電子離子（Isoelectronic ions）**的比較（例如 $O^{2-}$ 與 $F^-$），或是 $K^+$ 與 $Ca^{2+}$ 的質子數競爭，但這些因素在「電子層數」的巨大差異面前都顯得微不足道。這類題目的鑑別度在於測驗學生能否抓大放小，先從主殼層結構進行排除，而非陷入微觀電荷的複雜計算。你精準地鎖定了位於下方的碲元素，這正是解題最有效率的路徑。