Periodiskt system med värden för atomradie

Hur atomradie mäts

En atom har ingen skarp kant, så dess radie räknas fram ur avståndet mellan närliggande atomer. Värdena på den här sidan är van der Waals-radier från PubChem: hälften av avståndet mellan atomkärnorna hos två atomer av samma grundämne som rör vid varandra utan att vara kemiskt bundna, som atomer i angränsande molekyler.

En pikometer är en biljondel av en meter (10⁻¹² m), och 100 pm är lika med 1 ångström. Andra böcker kan ange kovalenta eller metalliska radier, som mäts mellan bundna atomer och blir mindre, så jämför bara värden från samma källa. Varje cell visar radien i pm, och grundämnen från fermium och framåt, som saknar känt värde, visar ett streck.

Trenden över perioder och nedåt i grupper

Nedåt i en grupp blir atomerna större eftersom varje ny period tillför ett elektronskal längre från kärnan. Alkalimetallerna visar detta tydligt: litium är 182 pm, natrium 227 pm och kalium 275 pm.

Över en period blir atomerna i allmänhet mindre. Varje steg åt höger tillför en proton i kärnan, men den nya elektronen hamnar i samma yttre skal, där den gör föga för att skärma de andra. Den starkare effektiva kärnladdningen drar hela elektronmolnet inåt, så natrium, med 227 pm, är mycket större än klor, med 175 pm, i andra änden av period 3.

Undantag i dessa data

Van der Waals-radier kommer från kontakter mellan atomer i verkliga fasta ämnen, vätskor och gaser, så trenden över en period är inte helt jämn. Bor anges som större än beryllium, kisel som större än aluminium och varje ädelgas som större än halogenen bredvid. Värdena över övergångsmetallerna är också oregelbundna.

Räkneexempel: natrium och kalium

Kalium (275 pm) är större än natrium (227 pm) eftersom dess yttre elektron finns i det fjärde skalet i stället för det tredje, längre från kärnan och bättre avskärmad av inre elektroner. Den elektronen är lättare att ta bort, och därför reagerar kalium våldsammare med vatten än natrium. Samma samband syns i dess lägre första joniseringsenergi: 4,341 eV, jämfört med 5,139 eV för natrium.

Atomer ändrar också storlek när de bildar joner. Positiva joner är mindre än sina atomer, eftersom de avger elektroner, ofta ett helt skal, medan negativa joner är större, eftersom de extra elektronerna stöter bort varandra.