hce_tcu
115年
化學
第 23 題
將以下離子 $K^+, Cl^-, Ca^{+2}, S^{-2}$ 依照其半徑大小排序，請問下列何者正確？
- A $Ca^{+2} < K^+ < Cl^- < S^{-2}$
- B $K^+ < Ca^{+2} < Cl^- < S^{-2}$
- C $K^+ < Ca^{+2} < S^{-2} < Cl^-$
- D $S^{-2} < Cl^- < K^+ < Ca^{+2}$
思路引導 VIP
請你先觀察這四個離子在週期表中的位置，並計算一下它們各自擁有多少個電子？如果它們的電子數都一模一樣，那麼是哪一個帶正電的核心結構在負責「抓緊」這些電子？當這個核心的電量（質子數）增加時，電子的分佈範圍會變大還是縮小呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能精確判斷出這組離子的半徑大小順序，代表你對於元素週期表趨勢以及原子結構有著非常紮實的理解。這類題目是化學考科中相當經典的基礎題型，重點在於測驗同學是否能觀察出這些離子在電子排列上的共同點。
等電子物種的半徑比較
首先，我們可以發現 $K^+$、${Cl}^-$、$Ca^{2+}$ 與 $S^{2-}$ 這四個離子都擁有相同的電子數（皆為 18 個電子），在化學上我們稱之為「等電子物種」。既然電子排列方式相同，決定半徑大小的關鍵就在於核心的質子數（原子序）。當質子數越多，對電子雲的吸引力就越強，導致整個離子半徑收縮。因此，原子序最大的 $Ca$ ($Z=20$) 半徑最小，而原子序最小的 $S$ ($Z=16$) 半徑最大。
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