Cho các ion và nguyên tử sau: O2-, Al3+, Al, Na, Mg2+, Mg, F-. Dãy nào sau đây được sắp xếp đúng theo thứ tự bán kính hạt?
Đáp án
Na > Mg > Al > O2- > Na+ > Mg2+ > Al3+
Giái thích
Ta có cấu hình electron của các nguyên tử và ion như sau
Na (Z = 11): 1s22s22p63s1 → Na+: 1s22s22p6
Mg (Z = 12): 1s22s22p63s2 → Mg2+: 1s22s22p6
Al (Z = 13): 1s22s22p63s23p1 → Al3+: 1s22s22p6
O2-: 1s22s22p6
Các nguyên tử Na, Mg và Al có cùng số lớp electron là 3, điện tích hạt nhân tăng dần nên bán kính nguyên tử giảm dần: Na > Mg > Al.
Cation có điện tích hạt nhân càng lớn thì lực hút càng mạnh → bán kính càng nhỏ. Các cation có điện tích hạt nhân lớn hơn nên lực hút giữa hạt nhân với electron cũng lớn hơn. Do đó, cation có bán kính nhỏ hơn anion trong dãy.
→ Al3+ < Mg2+ < Na+ < O2-
Mặt khác, Al có 3 lớp electron còn O2- chỉ có 2 lớp electron nên bán kính Al > O2-
Vậy ta có thể sắp xếp bán kính theo chiều giảm dần như sauNa > Mg > Al > O2- > Na+ > Mg2+ > Al3+