离子半径

注解

离子半径是晶体中，阳、阴（或正、负）离子间的“接触”半径。由于电子的波动性，离子不可能有确切的界面，所以很难确定它的真正半径。又因离子具有（或近似具有）球对称电子云，通常把阳、阴离子不等径圆球相切时的核间距作为两个离子的离子半径的和。因此，离子半径指离子在晶体中的“接触”半径。离子并非钢性圆球。为了使阳、阴离子在晶体中各跟尽可能多的异号离子接触，从而使体系的能量尽可能低，阳、阴离子必须在不同晶体中采用不同的密堆积方式。同一种离子在不同晶型中表现的“接触”半径也有不同。一般所说的离子半径，是以NaCl型离子晶体为标准的数值。阳离子是由原子失去电子而形成的，它的半径总比相应原子半径小（rNa ＝95pm，rNa＝157pm）。阴离子半径因最外层电子数增多，它比相应的原子半径大（如rCl-＝181pm，rCl＝99pm）。一般来说，阳离子半径较小，阴离子半径较大。周期表中各元素的离子半径变化规律有：（1）同一周期中阳离子半径随价数增加而减小，而阴离子半径随价数降低略有减小。（2）同族元素的离子半径从上到下逐渐增大。（3）周期表中左上方和右下方对角线上元素的相应价态离子（Na 、Ca2 和Y3 ；Ti4 、Nb5 和W6 ；Li 和Mg2 等）的离子半径比较接近。（4）同种元素阳离子的价态越高，半径越小（rFe2 ＝76pm，rFe3 =64pm）。（5）同价镧系元素的离子半径随原子序数的增加而减小（镧系收缩。因此，镧系后的元素跟前一周期的同族元素（如锆和铪、铌和钽、钼和钨）离子半径大致相等。这跟规律（2）所述有所不同。

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