O, P, S：化学種の半径を大きい順に並べる

1. 序論

元素の原子半径を考える際、周期表における位置や原子番号が重要な指標となります。今回は酸素 (O)、リン (P)、硫黄 (S) の3つの化学種について、その原子半径を大きい順に並べ、その理由を説明します。

2. 原子半径の定義と重要性

原子半径は、原子のサイズを示す指標であり、主に以下の2つの要因に依存します。

電子殻の数：電子が占める層の数が増えると、原子の半径は大きくなります。
核電荷の影響：同一周期内では、核の陽子数が増えるほど、核電荷の引力が強くなり、電子が核に引き寄せられて原子半径が小さくなります。

3. 対象となる元素の位置

酸素 (O)、リン (P)、硫黄 (S) の周期表上の位置を確認します。

酸素 (O)：第2周期、第16族
硫黄 (S)：第3周期、第16族
リン (P)：第3周期、第15族

4. 各元素の原子半径

各元素の原子半径（ピコメートル、pm）は以下の通りです。

酸素 (O)：60 pm
硫黄 (S)：100 pm
リン (P)：110 pm

5. 原子半径の大きさ順とその理由

上記のデータから、原子半径の大きさ順は以下のようになります。

リン (P)：110 pm
硫黄 (S)：100 pm
酸素 (O)：60 pm

これには以下の理由があります。

5.1 電子殻の数

リン (P) と硫黄 (S) はともに第3周期に位置しており、酸素 (O) よりも外側に電子殻が多いため、酸素よりも大きな原子半径を持ちます。

5.2 核電荷の影響

リン (P) と硫黄 (S) は同じ第3周期に属しているため、電子殻の数は同じですが、リンは第15族に位置し、硫黄は第16族に位置します。同一周期内では、族が進むにつれて核電荷が増加し、電子が核に引き寄せられるため、原子半径は減少する傾向にあります。そのため、硫黄よりもリンの方がわずかに大きな原子半径を持ちます。

6. 結論

酸素 (O)、リン (P)、硫黄 (S) の原子半径を大きい順に並べると、リン (P) が最も大きく、次に硫黄 (S)、最後に酸素 (O) となります。これは、電子殻の数と核電荷の影響を考慮した結果です。周期表における位置と電子配置の理解は、原子半径の予測において重要な役割を果たします。

7. 参考文献

Atkins, P. W., & Jones, L. (2010). Chemical Principles: The Quest for Insight. W. H. Freeman.
Brown, T. L., LeMay, H. E., Bursten, B. E., Murphy, C. J., & Woodward, P. (2012). Chemistry: The Central Science. Pearson.
Petrucci, R. H., Herring, F. G., Madura, J. D., & Bissonnette, C. (2011). General Chemistry: Principles and Modern Applications. Pearson.