镁离子小，硫离子大。因为镁原子失去两个电子变成+2价，电子层数从3层减到2层，原子核吸引力强，离子半径缩小。硫原子得到两个电子变成-2价，电子层数保持3层，原子核吸引力弱，离子半径反而变大。同一周期主族元素离子半径规律是阳离子比阴离子小，比如钠离子（0.95埃）比镁离子（0.72埃）大，而硫离子（1.84埃）比氧离子（1.40埃）大。

镁离子半径小是原子失去电子后结构变化的结果。镁原子原本有3层电子，失去最外层两个电子变成Mg²+，电子层数减少到2层，原子核正电荷集中，对剩余电子的吸引力增强，导致离子半径从原子的1.60埃缩小到0.72埃。硫原子原本有3层电子，得到两个电子变成S²-，电子层数仍保持3层，但原子核正电荷（+16）被更多电子屏蔽，有效吸引力减弱，离子半径从原子的1.04埃增大到1.84埃。根据《无机化学》离子半径表，同周期主族元素+2价离子半径均小于-2价离子，比如钙离子（0.99埃）比氯离子（1.81埃）小，这说明失去电子导致半径缩小，获得电子反而导致半径增大。