イオンの大きさ【改】

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① 原子が陽イオンになると小さくなり、陰イオンになると大きくなります。

② 同族のイオンでは、原子番号が大きいほど、イオンも大きくなります。

③ 同じ電子配置のイオンでは、原子番号が大きいほど、イオンは小さくなります。

〇陽イオン

　原子が陽イオンになると、最外殻電子を失って、１つ内側の電子殻が最外殻となります。

　例えば、Ｌiは原子番号３番のため、電子は３コです。電子配置はＫ殻に２コ、Ｌ殻に１コで、最外殻はＬ殻です。

　陽イオンになるときは、Ｌ殻の電子が失われて、最外殻はＫ殻になります。電子殻の厚みが小さくなったことから、陽イオンの半径はもとの原子半径よりも小さくなります。

　Ｌiの原子半径は0.152nm で、Ｌi+ のイオン半径は0.090nm になります（単位nm はナノメートル）。もとの原子半径よりも小さくなっていることがわかります。

〇陰イオン

　原子が陰イオンになっても、最外殻は変わりません。しかし、新たに電子が入りこむことによって、もとから入っていた電子との間に反発が生じます。この反発によって、電子の動く範囲は少し広くなると考えられます。

　よって、陰イオンの半径はもとの原子半径よりも大きくなります。

　例えば、Ｆ の原子半径を0.72で、Ｆ－ のイオン半径は1.19になります（単位nm はナノメートル）。もとの原子半径よりも大きくなっていることがわかります。

〇同族のイオン

　同族のイオンでは、原子番号が大きいほど、イオンも大きくなります。

　同族では、原子番号が大きくなればなるほど、最外殻は増えていくため、電子殻の厚みは増していくことになります。「かさ張っていく」イメージですから、イオンは大きくなります。

　例えば、１族元素のイオンで大きさを比べると、Ｌi＋ 0.090、Na＋ 0.116、K＋ 0.152と、原子番号が大きくなるほど、イオンは大きくなっています（単位はオングストローム）。

〇同じ電子配置のイオン

　同じ電子配置のイオンでは、原子番号が大きいほど、イオンは小さくなります。同じ電子配置のイオンとは、最外殻が同じイオンということになります。

　例えば、Ｏ2-、Ｆ-、Na＋、Mg2＋、Al3＋ を比べてみます。これらは電子数10コのネオンと同じ電子配置です。これらの大きさは、順に、1.26、1.19、1.16、0.86、068 です（単位はオングストローム）。原子番号が大きいほど、イオンは小さくなっていることがわかります。

　電子配置が同じでも、原子番号が大きくなると、陽子の数が増えるため、原子核中の正電荷は増します。引力が大きくなるため、電子がより強く原子核に引きつけられます。すなわち、イオンは小さくなっていきます。

まとめ

① 原子が陽イオンになると小さくなり、陰イオンになると大きくなります。

② 同族のイオンでは、原子番号が大きいほど、イオンも大きくなります。

③ 同じ電子配置のイオンでは、原子番号が大きいほど、イオンは小さくなります。