一般警察人員考試四等考試-消防警察人員類別普通物理學概要與普通化學概要110 年第 22 題單選題
下列常見原子與離子之半徑大小比較,何者正確?
A$O^{2-}>S^{2-}>Se^{2-}$
B$\mathrm{Mg} > \mathrm{Si} > \mathrm{Cl}$正確答案
C$\mathrm{O}^{2+} > \mathrm{O} > \mathrm{O}^{2-}$
D$\mathrm{Al}^{3+} > \mathrm{Mg}^{2+} > \mathrm{Na}^+$
B正確答案
同週期由左至右原子半徑遞減,Mg>Si>Cl 正確。同族由上至下半徑遞增,等電子系則核電荷越大半徑越小。
為什麼答案是 B
Mg、Si、Cl 同為第三週期,由左至右有效核電荷增加,電子被拉得更緊,原子半徑遞減,故 Mg>Si>Cl 正確。
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完整詳解
Pro · 無限重點 同週期由左至右原子半徑遞減,Mg>Si>Cl 正確。同族由上至下半徑遞增,等電子系則核電荷越大半徑越小。
週期表口訣:同週期向右變小、同族向下變大;等電子物種看質子數,質子越多半徑越小。
逐選項分析
A✕
O、S、Se 屬同族(第16族),由上而下電子層增加,半徑遞增,應為 Se²⁻>S²⁻>O²⁻,本選項大小順序顛倒。
B✓ 正確
Mg、Si、Cl 同為第三週期,由左至右有效核電荷增加,電子被拉得更緊,原子半徑遞減,故 Mg>Si>Cl 正確。
C✕ 陷阱
同一元素的陽離子失去電子半徑變小、陰離子得到電子半徑變大,正確順序應為 O²⁻>O>O²⁺,本選項方向相反。
D✕ 陷阱
Na⁺、Mg²⁺、Al³⁺ 皆為等電子物種(10 個電子),質子數越多吸引力越強,半徑越小,應為 Na⁺>Mg²⁺>Al³⁺,本選項顛倒。
原子/離子半徑判斷三大規則
| 情境 | 判斷依據 | 趨勢 | 例子 |
|---|
| 同週期 | 有效核電荷 | 由左至右遞減 | Mg>Si>Cl |
| 同族 | 電子層數 | 由上至下遞增 | Se²⁻>S²⁻>O²⁻ |
| 同元素離子 | 電子數 | 陰離子>原子>陽離子 | O²⁻>O>O²⁺ |
| 等電子系列 | 質子數 | 質子越多半徑越小 | Na⁺>Mg²⁺>Al³⁺ |
本題四個選項除 B 外全部方向寫反,考的就是你對「遞增/遞減方向」記不記得牢。特別是等電子系列(D)和同元素離子(C),考生常因為「原子序大=半徑大」的直覺誤判,其實等電子時反而是質子多的半徑小。