Trường hợp nào sau đây có bán kính ion lớn hơn bán kính nguyên tử: 1) Cs và Cs+. 2) 37Rb+ và 36Kr. 3) 17Cl- và 18Ar. 4) 12Mg và 13Al3+. 5) 8O2- và 9F. 6) 37Rb và 38Sr+.
Đáp án đúng: B
Để xác định trường hợp nào ion có bán kính lớn hơn nguyên tử, ta cần xem xét sự thay đổi về số lượng electron và điện tích hạt nhân:
- Ion âm (anion) được hình thành khi nguyên tử nhận thêm electron. Việc tăng số lượng electron làm tăng lực đẩy giữa các electron, dẫn đến sự mở rộng đám mây electron và tăng bán kính ion so với nguyên tử trung hòa.
- Ion dương (cation) được hình thành khi nguyên tử mất electron. Việc giảm số lượng electron làm tăng lực hút của hạt nhân lên các electron còn lại, dẫn đến sự co lại đám mây electron và giảm bán kính ion so với nguyên tử trung hòa.
Xét từng trường hợp:
(1) Cs và Cs+: Cs là nguyên tử, Cs+ là ion dương. Bán kính Cs+ nhỏ hơn Cs.
(2) Rb+ và Kr: Rb+ và Kr có cùng cấu hình electron (cấu hình của Kr). Tuy nhiên, Rb+ có điện tích hạt nhân lớn hơn (Z = 37) so với Kr (Z = 36). Do đó, lực hút hạt nhân của Rb+ mạnh hơn, làm cho bán kính của Rb+ nhỏ hơn Kr.
(3) Cl- và Ar: Cl- và Ar có cùng cấu hình electron (cấu hình của Ar). Cl- có điện tích hạt nhân nhỏ hơn (Z = 17) so với Ar (Z = 18). Do đó, lực hút hạt nhân của Ar mạnh hơn, làm cho bán kính của Ar nhỏ hơn Cl-.
(4) Mg và Al3+: Không thể so sánh trực tiếp vì Mg là nguyên tử còn Al3+ là ion dương.
(5) O2- và F: O2- và F có cùng số electron (10e-). O2- có điện tích hạt nhân là 8, F có điện tích hạt nhân là 9. Do đó O2- có lực hút hạt nhân yếu hơn nên bán kính lớn hơn.
(6) Rb và Sr+: Không thể so sánh trực tiếp vì Rb là nguyên tử còn Sr+ là ion dương.
Vậy, các trường hợp bán kính ion lớn hơn bán kính nguyên tử là (3) và (5).
