正離子的半徑比它的母體原子小,當(dāng)失去全部的最外層電子而形成正離子時,就得到該體系中較小的半徑。例如鈉原子(2,8,1)的半徑是1.86A,而鈉離子Na+(2,8,0)的半徑是0.95A。當(dāng)形成鈉離子時,不僅鈉原子的最外電子層消失
了,而且剩留下來的兩個電子層也縮小了,因?yàn)閮r電子的失去使有效核電荷增加了,這使核對每個剩余電子的平均引力變大了。在周期表的各族中從上向下,與電子層數(shù)的增多相對應(yīng),下面元素的正離子具有較大的半徑(表7-3)。
在一個原子的價電子層上增加一個或多個電子就形成一種簡單負(fù)離子。這就在電子間產(chǎn)生較大的排斥力,減少了對每個電子的有效核電荷。兩種效果都以同一方向起作用使負(fù)離子的半徑大于母體原子的半徑。舉例來說,氯原子(2,8,7)的半徑是0.99A而氯離子(2,8,8)的半徑是1.81A。在族中自上向下,下面的負(fù)離子有較多的電子層和較大的核電荷,故有較大的半徑(表7-4)。
具有同樣電子結(jié)構(gòu)的離子,例如Na+、Mg2+、A13+系列以及P3-、S2-、C1-系列,叫做等電子體。在等電子離子系列中核電荷越大的離子半徑越小,這個作用可通過表7-5的第三周期元素的離子來說明。我們在后面將會看到許多離子的性質(zhì)可以最好用它們的半徑大小和電荷高低來解釋。