Атомски радијус елемента је растојање између средишта атомског језгра и његових најудаљенијих, односно валентних електрона. Вредност атомског радијуса се мења на предвидљиви начин док се крећете кроз периодни систем. Ове промене су узроковане интеракцијом између позитивног наелектрисања протона у језгру и негативног наелектрисања свих електрона атома.
Нивои енергије
Електрони круже око језгра атома на различитим нивоима енергије. Унутар ових енергетских нивоа њихове орбитале могу попримити више различитих облика, названих подљускама. После тога свака подљуска може да прими одређени број орбитала. Како додате електроне на постојећи ниво енергије, орбитале у подљусци ће се попуњавати све док подљуска не задржи максимално могуће електроне. Једном када се све подљуске на одређеном енергетском нивоу напуне, даљи електрони се морају додати у подљуску на вишем енергетском нивоу. Како се ниво енергије повећава, тако се повећава и њихова удаљеност од атомског језгра.
Трендови кроз период
Атомски полупречници елемената се мењају на предвидљив, периодичан начин. Како се крећете слева надесно кроз период главне групе периодног система, атомски радијуси се смањују. Истовремено се повећава број валентних електрона. Разлог смањења атомског радијуса слева надесно је тај што се нето нуклеарно наелектрисање повећава, али ниво енергије могућих електронских орбитала не. Другим речима, када се дода нови електрон у већ заузетом нивоу енергије, радијус се не шири знатно. Уместо тога, са јачим позитивним наелектрисањем које долази из језгра, облак електрона се повлачи према унутра, што резултира мањим атомским радијусом. Прелазни метали благо одступају од овог тренда.
Заштита
Периодични тренд у атомским радијусима може се приписати феномену познатом као заштита. Заштита се односи на начин на који унутрашњи електрони атома штите део позитивног наелектрисања језгра. Стога, валентни електрони осећају само нето позитивно наелектрисање. То се назива ефективним нуклеарним набојем. Како се крећете кроз период, број валентних електрона се мења, али број унутрашњих електрона се не мења. Због тога се ефикасно нуклеарно наелектрисање повећава, због чега се валентни електрони повлаче унутра.
Трендови према групи
Како се крећете низ групу периодног система, ниво енергије валентних електрона се повећава. У овом случају, укупан број валентних електрона се не мења. На пример, и натријум и литијум имају један валентни електрон, али натријум постоји на вишем нивоу енергије. У таквом случају је укупна удаљеност између центра језгра и валентних електрона већа. Иако се у овом тренутку повећао и број протона, повећани позитивни набој ових протона је надокнађен вредношћу унутрашњег заштитног електрона другог нивоа енергије између језгра и валенције електрони. Стога се атомски радијус повећава за групу.