9 класс. Растворитель

Как же будет изменяться в растворе подвижность ионов в ряду Li⁺ — Na⁺ — К⁺?

Все эти элементы являются "родственниками", так как входят в одну группу периодической системы элементов Д. И. Менделеева, в группу (вернее, в подгруппу) щелочных металлов. 

На рисунке вверху, эти ионы, изображенные с соблюдением примерного масштаба.

Предположение. Тучный ион калия будет протискиваться через толпу молекул воды гораздо медленнее, чем маленький и, по-видимому, юркий ион лития. Да, конечно, подвижность катиона лития должна быть выше, чем подвижность катиона натрия, а подвижность последнего будет, конечно же, выше, чем у калия. Остается получить подтверждение нашим очевидным прогнозам, обратившись к таблицам, в которых сведены величины подвижностей ионов, и оказывается, что мы... попали пальцем в небо. Подвижность катиона лития (в условных единицах) равна 38,6; катиона натрия —50,1; катиона калия —73,5; рубидия —77,8.

Закономерность, оказывается, полностью обратная той, которая представлялась очевидной, на первый взгляд. 
Получается достаточно очевидное объяснение, если вспомнить, что в растворе ионы окружены молекулами растворителя. 

Заряд всех этих катионов одинаков +1. Напряженность же поля, которое создают эти катионы, различается весьма существенно — уже отмечалось, что чем меньше размер заряженного тела, тем выше напряженность поля, которое он создает. Именно поэтому самый маленький из катионов, катион лития, в действительности является самым большим, потому что он окружен несколькими слоями молекул воды. Количество молекул воды, окружающих катион натрия, несколько меньше, соответственно меньше и его радиус. Еще тоньше водная оболочка катиона калия, поэтому его радиус меньше двух предыдущих. И уж самый малый радиус в водных растворах у самого внушительного катиона — рубидия. 

Так что в действительности истинные размеры катионов щелочных металлов в водных растворах такие, как на этой картинке.