Jupiterimages/Photos.com/Getty Images

De atoomstraal van een element is de afstand van de kern tot de buitenste (valentie) elektronen. Deze straal verschuift op voorspelbare wijze over het periodiek systeem, aangedreven door de wisselwerking tussen de positieve lading van de kern en de omringende elektronen.

Energieniveaus en subshells

Elektronen cirkelen rond de kern in discrete energieniveaus. Elk niveau bevat subshells (s, p, d, f) die een vast aantal orbitalen kunnen bevatten, en dus een vast maximum aantal elektronen. Wanneer een subshell zich vult, moeten extra elektronen orbitalen bezetten op het volgende hogere energieniveau. Hoe hoger het energieniveau, hoe verder de elektronen zich van de kern bevinden.

Trends over een periode

Terwijl ze van links naar rechts bewegen over een hoofdgroepsperiode, nemen de atoomstralen gestaag af, terwijl het aantal valentie-elektronen stijgt. De reden is een stijgende netto nucleaire lading die de bestaande valentie-elektronen dichterbij trekt, zonder een nieuw energieniveau toe te voegen. De kleine afwijking die wordt waargenomen bij overgangsmetalen komt voort uit hun gedeeltelijk gevulde d-subschalen, die de effectieve aantrekkingskracht op buitenste elektronen verminderen.

Afscherming en effectieve nucleaire lading

Afscherming vindt plaats wanneer binnenste elektronen de positieve lading van de kern gedeeltelijk neutraliseren. De resterende ‘effectieve’ nucleaire lading is wat de valentie-elektronen voelen. Gedurende een bepaalde periode blijft het aantal interne elektronen constant terwijl de nucleaire lading toeneemt, waardoor de effectieve lading groeit, waardoor de elektronenwolk strakker wordt en de straal kleiner wordt.

Trends een groep lager

Als ze een groep afdalen, bezetten de valentie-elektronen achtereenvolgens hogere energieniveaus. Hoewel het aantal valentie-elektronen hetzelfde blijft, duwen de extra schillen de buitenste elektronen verder van de kern. Het toegenomen aantal protonen wordt gecompenseerd door de extra afscherming van interne elektronen, wat resulteert in een netto toename van de atoomstraal.