主要区别 - 原子半径与离子半径

原子是物质的基石。所有物质都是由原子组成的。这些原子可以通过从外部添加一个或多个电子来转化为离子。由于原子和离子是圆形的 3D 结构，我们可以测量原子或离子的半径。但这不是一件容易的事。因为原子或离子是由运动的电子组成的。原子半径是原子核与其电子云边界之间的距离。离子半径是原子的离子半径。离子的半径可以大于或小于原子的半径，这取决于离子的电荷。原子半径和离子半径之间的主要区别是 原子半径是中性原子的半径，而离子半径是带电原子的半径。

涵盖的关键领域

1.什么是原子半径 – 定义，周期表中的趋势 2.什么是离子半径 – 定义，周期表中的趋势 3.原子半径和离子半径有什么区别 – 主要差异的比较

关键术语：原子半径、原子、电子壳层、离子半径、离子

什么是原子半径

原子半径是原子核到其电子云边界的距离。换句话说，它是从原子核到属于该原子的最远电子的距离。原子半径只能为孤立和中性原子定义。

在考虑元素周期表时，元素的原子半径是有规律的。沿着元素周期表的一个周期，原子序数逐渐减小。同一时期的元素具有相同数量的电子壳层。如果存在的电子数量较多，则电子与原子核之间的吸引力也较高。在周期开始时，最外层轨道中存在的电子数量较少。那么来自原子核的吸引力就小了。因此，原子大，原子半径也大。但是当沿着一个周期移动时，原子核中的质子数会随着原子中电子数的增加而增加。因此，电子与原子核之间的吸引力很大。它导致原子的尺寸缩小；然后原子半径减小。同样，当沿一个周期移动时，原子的尺寸逐渐减小，原子半径也逐渐减小。

图 1：原子大小的比较

当向下移动一组元素周期表时，原子半径会增加。在每个周期之后，原子上又增加了一个电子壳层。因此，当向下移动时，原子的尺寸会增加。原子半径也增加了。

但在d块元素中，同一周期内相邻两个元素原子的原子半径没有较大差异。这是因为这里的电子被添加到与内部轨道相同的 d 轨道上。由于最外层壳保持不变，这些元素的原子半径没有显着差异。

什么是离子半径

离子半径是原子的离子半径。离子不能单独存在。如果是带正电的离子，它会与带负电的离子（或相反）发生反应，变成稳定的中性化合物。这种化合物被称为离子化合物，因为它是由离子成分组成的。离子化合物由阳离子和阴离子组成。阳离子的尺寸较小，因为阳离子是通过从原子中去除一个或多个电子而形成的。负离子很大是因为它有多余的电子被原子核排斥，导致原子核与电子云最远电子之间的距离增加。

找到离子半径最准确的方法是根据两个离子的大小划分两个原子核之间的距离。例如，如果离子化合物由原子尺寸为三倍的阳离子和阴离子组成，则两个原子核之间的距离应除以 4 以获得阳离子半径。

图 2：某些元素的原子和离子半径

相同化学元素的离子可以根据它们的电荷以不同的尺寸被发现。找到离子半径的最常用方法是 X 射线晶体学。与原子半径一样，离子半径在元素周期表中也有趋势。当我们在元素周期表中向下移动时，离子半径会增加。这是因为当我们向下一组时，每个周期都会添加一个新的电子壳。随着时间的推移，由于来自原子核的有效正吸引力逐渐增加，离子半径减小。

原子半径和离子半径的区别

定义

原子半径： 原子半径是中性原子的半径。

离子半径： 离子半径是原子的离子半径。

计算

原子半径： 原子半径可以计算为从原子核到其电子云边界的距离。

离子半径： 离子半径可以通过根据它们的大小除以两个离子的两个原子核之间的距离来计算。

尺寸

原子半径： 同种元素的中性原子大小相同，所以原子半径相等。

离子半径： 阳离子的原子半径小于阴离子的原子半径。

决心

原子半径： 考虑化学元素的中性气态原子来确定原子半径。

离子半径： 离子半径的确定考虑了离子键中的阳离子和阴离子（在离子化合物中）。

结论

化学元素的原子半径和离子半径在元素周期表中都有变化趋势。可以使用元素的电子构型来解释原子或离子尺寸沿周期或周期表中的一组的增加或减少。然而，原子半径和离子半径之间存在相当大的差异。原子半径和离子半径之间的主要区别在于，原子半径是中性原子的半径，而离子半径是带电原子的半径。

参考：

1. Helmenstine，安妮玛丽。 “这是元素周期表中离子半径遵循的趋势。” ThoughtCo，请点击此处。 2017 年 9 月 21 日访问。2. 自由文本。 “原子半径。” Chemistry LibreTexts，Libretexts，2017 年 9 月 7 日，可在此处获取。 2017 年 9 月 21 日访问。

图片提供：

1. Popnose 撰写的“原子和离子半径” – 自己的作品（离子半径来自 RD Shannon（1976 年）。“修订后的有效离子半径和卤化物和硫族化物原子间距离的系统研究”。Acta Cryst A32：751-767。DOI： 10.1107/S0567739476001551.) (CC BY-SA 3.0) 通过 Commons Wikimedia 2. “比较原子尺寸” CK-12 基金会 (CC BY-SA 3.0) 通过 Commons Wikimedia