Periodiek systeem met waarden voor de atoomstraal

Hoe de atoomstraal wordt gemeten

Een atoom heeft geen scherpe rand, dus de straal wordt afgeleid uit de afstand tussen naburige atomen. De waarden op deze pagina zijn van-der-Waalsstralen uit PubChem: de helft van de afstand tussen de kernen van twee atomen van hetzelfde element die elkaar raken zonder chemisch gebonden te zijn, zoals atomen in naburige moleculen.

Eén picometer is een biljoenste van een meter (10⁻¹² m), en 100 pm is gelijk aan 1 ångström. Andere boeken vermelden misschien covalente of metallische stralen, die tussen gebonden atomen worden gemeten en kleiner uitkomen, dus vergelijk waarden alleen uit dezelfde bron. Elke cel toont de straal in pm, en elementen vanaf fermium, waarvoor geen waarde bekend is, tonen een streepje.

De trend door perioden en langs groepen

Langs een groep naar beneden worden atomen groter omdat elke nieuwe periode een elektronenschil toevoegt die verder van de kern ligt. De alkalimetalen laten dit duidelijk zien: lithium is 182 pm, natrium 227 pm en kalium 275 pm.

Door een periode worden atomen over het algemeen kleiner. Elke stap naar rechts voegt een proton aan de kern toe, maar het nieuwe elektron komt in dezelfde buitenste schil, waar het de andere nauwelijks afschermt. De sterkere effectieve kernlading trekt de hele elektronenwolk naar binnen, dus natrium, met 227 pm, is veel groter dan chloor, met 175 pm, aan het andere uiteinde van periode 3.

Uitzonderingen in deze gegevens

Van-der-Waalsstralen komen voort uit contacten tussen atomen in echte vaste stoffen, vloeistoffen en gassen, dus de trend door een periode is niet helemaal gelijkmatig. Boor wordt vermeld als groter dan beryllium, silicium als groter dan aluminium, en elk edelgas als groter dan het halogeen ernaast. De waarden bij de overgangsmetalen zijn ook onregelmatig.

Uitgewerkt voorbeeld: natrium en kalium

Kalium (275 pm) is groter dan natrium (227 pm) omdat het buitenste elektron in de vierde schil zit in plaats van de derde, verder van de kern en beter afgeschermd door binnenste elektronen. Dat elektron is gemakkelijker te verwijderen, en daarom reageert kalium heftiger met water dan natrium. Hetzelfde verband zie je terug in de lagere eerste ionisatie-energie: 4,341 eV, vergeleken met 5,139 eV voor natrium.

Atomen veranderen ook van grootte wanneer ze ionen vormen. Positieve ionen zijn kleiner dan hun atomen, omdat ze elektronen verliezen, vaak een hele schil, terwijl negatieve ionen groter zijn, omdat de extra elektronen elkaar afstoten.