De atoomstraal van een element is de afstand tussen het midden van de kern van een atoom en de buitenste of valentie-elektronen. De waarde van de atomaire straal verandert op voorspelbare manieren terwijl u over het periodiek systeem beweegt. Deze veranderingen worden veroorzaakt door de interactie tussen de positieve lading van de protonen in de kern en de negatieve lading van alle elektronen van het atoom.

Energieniveaus

Elektronen draaien om de kern van een atoom op verschillende energie niveau. Binnen deze energieniveaus kunnen hun orbitalen een aantal verschillende vormen aannemen, de zogenaamde subshells. Vervolgens kan elke subshell een specifiek aantal orbitalen bevatten. Terwijl je elektronen toevoegt aan een bestaand energieniveau, zullen de orbitalen in een subschaal vol raken totdat de subschaal de maximaal mogelijke elektronen bevat. Zodra alle subshells op een bepaald energieniveau zijn opgevuld, moeten verdere elektronen worden toegevoegd aan een subshell op een hoger energieniveau. Naarmate energieniveaus in waarde toenemen, neemt ook hun afstand tot de atoomkern toe.

Trends voor een periode

De atomaire radii van de elementen veranderen op een voorspelbare, periodieke manier. Naarmate u van links naar rechts over een periode van de hoofdgroep van het periodiek systeem beweegt, nemen de atoomradii af. Tegelijkertijd neemt het aantal valentie-elektronen toe. De reden voor de afname van de atomaire straal van links naar rechts is dat de netto nucleaire lading toeneemt, maar het energieniveau van de mogelijke elektronenorbitalen niet. Met andere woorden, wanneer een nieuw elektron wordt toegevoegd in een reeds bezet energieniveau, neemt de straal niet aanzienlijk toe. In plaats daarvan, met een sterkere positieve lading die uit de kern komt, wordt de elektronenwolk naar binnen getrokken, wat resulteert in een kleinere atomaire straal. De overgangsmetalen wijken enigszins af van deze trend.

Afscherming

De periodieke trend in atomaire radii kan worden toegeschreven aan een fenomeen dat bekend staat als afscherming. Afscherming verwijst naar de manier waarop de binnenste elektronen van een atoom een ​​deel van de positieve lading van de kern afschermen. Daarom voelen de valentie-elektronen alleen een netto positieve lading. Dit wordt de effectieve nucleaire lading genoemd. Terwijl je over een periode beweegt, verandert het aantal valentie-elektronen, maar het aantal inwendige elektronen niet. Daarom neemt de effectieve nucleaire lading toe, waardoor de valentie-elektronen naar binnen trekken.

Trends naar beneden van een groep

Naarmate je een groep van het periodiek systeem naar beneden beweegt, wordt het energieniveau van de valentie-elektronen lager toeneemt. In dit geval verandert het totale aantal valentie-elektronen niet. Zowel natrium als lithium hebben bijvoorbeeld één valentie-elektron, maar natrium bestaat op een hoger energieniveau. In een dergelijk geval is de totale afstand tussen het middelpunt van de kern en de valentie-elektronen groter. Hoewel het aantal protonen op dit punt ook is toegenomen, wordt de verhoogde positieve lading van deze protonen gecompenseerd door de waarde van binnenste afschermende elektronen tussen energiekrachten tussen de kern en de valentie-elektronen. Daarom neemt de atomaire straal van een groep af.