化學原理啟迪347
1. 離子的體積決定離子固體的結構與穩定度、離子在溶液裡的性質，離子的生物作用。跟原子一樣，離子也可以界定出清楚的體積大小。通常，我們用測量離子化合物的二個離子中心距離來取得離子半徑。
Zimerman - Beethoven, Piano Concerto No. 5 - I Allegro (1/3)
2. 這種測量法要考慮如何切割二個離子之間的距離，作為個別離子的半徑。不同的方法得到的離子體積不同。在這個章節討論的是各離子的體積大小變化趨勢，而不是每個離子體積的絕對值。
3. 有許多因素影響離子的體積。我們先研究離子的體積與它的母原子。因為正離子是透過移除一個中性原子的電子而來的，移除電子製造出來的陽離子是比它的母原子小。相反地，負離子因為是中性原子增加電子而成的，所以陰離子應該比它的母原子大。
4. 離子的體積大小也與它的母原子在週期表中的位置有關。如圖：
5. 特別留意，在週期表中同行/同一族的元素，由上而下，離子的體積逐漸增加。（同一族的離子的體積變化與原子的體積變化趨勢一樣，元素由上而下，為原子核逐漸增加，因此圍繞的電子數量變多，體積逐漸變大）
6. 同一週期/同一排的元素體積變化情形比較複雜，週期表的左邊幾乎都是金屬，而左邊則都是非金屬。所以同一個週期的元素包含著左邊容易丟掉電子的陽離子與右邊傾向於獲得電子的陰離子。
7. 等電子離子isoelectronic ions是指電子數量相同的離子。O2－、F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋，這些離子都有氖的電子組態。這些離子的體積如何呢？一般而言，有二個重要的事實可用來預測它們的體積：電子的數量與質子的數量。
8. 因為O2－、F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋離子都是等電子離子，它們的電子數量都是10顆，因此每個離子的電子之間的斥力應該是差不多的。然而，質子的數量則不同，從O2－到Al3＋，質子數量從8顆到13顆不等。
9. 因此O2－到Al3＋，這10顆電子感受到從原子核而來的正電引力是逐漸增強的。這造成離子的體積愈來愈小。一般而言，一系列的等電子離子其體積隨著原子核電荷增加（質子數Z增加），而體積逐漸減小。
10. 【例題】依據體積由大而小排列離子Se2－、Br－、Rb＋和Sr2＋的順序。
【解題】這一系列等電子離子都擁有氪的電子組態，因為這些離子擁有相同的電子數，它們的體積大小取決於原子核。硒Se2－的質子數是34，溴Br－的質子數是35，銣Rb＋的原子數是37，鍶Sr2＋的質子數是38。
因為鍶Sr的原子核正電荷最強，因此它是所有離子當中體積最小的。硒則是所有離子中體積最大的，因為它的原子核正電量最弱：
Se2－＞Br－＞Rb＋＞Sr2＋
11. 【例題】在以下族群中選擇最大的離子：
a. Li+、Na+、K+、Rb+、Cs+
b. Ba2+、Cs+、I－、Te2－
【解題】
a. Li+、Na+、K+、Rb+、Cs+都是1A族元素的離子。因為同一族的離子體積由上而下逐漸增加，因此這當中體積最大的是最下面的銫Cs+。
b.這是一系列的等電子離子，所有的離子都有氙的電子組態。原子核正電極性最小的離子體積最大，所以這幾個離子體積大小順序是：
Te2－＞I－＞Cs+＞Ba2+
Te的Z＝52、I的Z＝53、Cs的Z＝55、Ba的Z＝56
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