Atomeradiusen til et element er avstanden mellom sentrum av et atoms kjerne og dets ytterste, eller valenselektroner. Verdien av atomradiusen endres på forutsigbare måter når du beveger deg over det periodiske systemet. Disse endringene er forårsaket av samspillet mellom den positive ladningen til protonene i kjernen og den negative ladningen til alle atomens elektroner.
Energinivåer
Elektroner kretser rundt atomkjernen på forskjellige energinivåer. Innenfor disse energinivåene kan deres orbitaler ha en rekke forskjellige former, kalt subshells. Deretter kan hvert subshell imøtekomme et spesifikt antall orbitaler. Når du tilfører elektroner til et eksisterende energinivå, vil orbitalene i en subshell fylles opp til subshell holder maksimalt mulig elektroner. Når alle subshellene på et bestemt energinivå er fylt opp, må ytterligere elektroner legges til en subshell på et høyere energinivå. Når energinivået øker i verdi, øker også avstanden deres fra atomkjernen.
Trender over en periode
Elementenees atomeradier endres på en forutsigbar, periodisk måte. Når du beveger deg fra venstre til høyre over en hovedgruppeperiode i det periodiske systemet, reduseres atomradiene. Samtidig øker antall valenselektroner. Årsaken til at atomradiusen reduseres fra venstre til høyre, er at den kjernefysiske ladningen øker, men energinivået til de mulige elektronorbitalene øker ikke. Med andre ord, når et nytt elektron legges til i et allerede opptatt energinivå, utvides ikke radius spesielt. I stedet, med en sterkere positiv ladning som kommer fra kjernen, trekkes elektronskyen innover, noe som resulterer i en mindre atomradius. Overgangsmetallene avviker noe fra denne trenden.
Skjerming
Den periodiske trenden i atomradier kan tilskrives et fenomen kjent som skjerming. Skjerming refererer til måten de indre elektronene til et atom beskytter noen av kjernens positive ladning på. Derfor føler valenselektronene bare netto positiv ladning. Dette kalles den effektive kjernefysiske ladningen. Når du beveger deg over en periode, endres antall valenselektroner, men antall indre elektroner gjør ikke det. Derfor øker den effektive kjerneladningen, noe som får valenselektronene til å trekke innover.
Trender ned en gruppe
Når du beveger deg ned en gruppe i det periodiske systemet, øker energinivået til valenselektronene. I dette tilfellet endres ikke det totale antallet valenselektroner. For eksempel har både natrium og litium ett valenselektron, men natrium eksisterer på et høyere energinivå. I et slikt tilfelle er den totale avstanden mellom sentrum av kjernen og valenselektronene større. Mens antall protoner også har økt på dette punktet, er den økte positive ladningen til disse protonene motvirket av et annet energinivå med indre skjermingselektroner mellom kjernen og valensen elektroner. Derfor øker atomradiusen nedover en gruppe.