元素周期表
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原子半径衡量原子的大小,即从原子核到电子云外缘的距离。这张表按以皮米(pm)为单位的半径为每种元素着色。原子在同一周期中通常从左到右变小,在同一族中自上而下变大,所以最大的原子位于表的左下方。
原子半径从第 1 号到第 118 号元素的变化
每种元素一根柱,按原子序数排列。虚线标出结束每个周期的稀有气体,所以重复出现的峰值显示了周期性规律。将鼠标悬停在柱上可查看其数值;下表列出了全部数值。
原子半径如何测量
原子没有清晰的边缘,所以它的半径是根据相邻原子之间的距离推算出来的。本页的数值是来自 PubChem 的范德华半径:即同一元素的两个相接触但没有形成化学键的原子(例如相邻分子中的原子)的原子核之间距离的一半。
一皮米是一万亿分之一米(10⁻¹² m),100 pm 等于 1 埃。其他书籍可能引用共价半径或金属半径,它们是在成键的原子之间测得的,数值较小,所以只应比较来自同一来源的数值。每个单元格以 pm 显示半径,从镄起没有已知数值的元素显示破折号。
周期内和族内的变化趋势
在同一族中自上而下,原子变大,因为每个新周期都增加一个离原子核更远的电子层。碱金属清楚地显示了这一点:锂是 182 pm,钠是 227 pm,钾是 275 pm。
在同一周期中,原子通常变小。向右每前进一步,原子核增加一个质子,但新增的电子进入同一个最外层,对其他电子几乎没有屏蔽作用。更强的有效核电荷把整个电子云向内拉,所以钠(227 pm)比第 3 周期另一端的氯(175 pm)大得多。
这组数据中的例外
范德华半径来自真实固体、液体和气体中原子之间的接触,所以同一周期内的变化趋势并不完全平滑。表中硼被列为比铍大,硅比铝大,每种稀有气体都比它旁边的卤素大。过渡金属的数值也不规则。
实例:钠和钾
钾(275 pm)比钠(227 pm)大,因为它的最外层电子在第四层而不是第三层,离原子核更远,并且受到更多内层电子的屏蔽。这个电子更容易被移去,所以钾与水的反应比钠更剧烈。同样的联系也体现在它较低的第一电离能上:4.341 eV,而钠是 5.139 eV。
原子形成离子时大小也会改变。阳离子比它们的原子小,因为它们失去了电子,常常是整整一个电子层;而阴离子比较大,因为多出的电子相互排斥。
全部 118 种元素的原子半径(pm)
点击列标题可排序。
| 1 | 氢 | H | 120 |
| 2 | 氦 | He | 140 |
| 3 | 锂 | Li | 182 |
| 4 | 铍 | Be | 153 |
| 5 | 硼 | B | 192 |
| 6 | 碳 | C | 170 |
| 7 | 氮 | N | 155 |
| 8 | 氧 | O | 152 |
| 9 | 氟 | F | 135 |
| 10 | 氖 | Ne | 154 |
| 11 | 钠 | Na | 227 |
| 12 | 镁 | Mg | 173 |
| 13 | 铝 | Al | 184 |
| 14 | 硅 | Si | 210 |
| 15 | 磷 | P | 180 |
| 16 | 硫 | S | 180 |
| 17 | 氯 | Cl | 175 |
| 18 | 氩 | Ar | 188 |
| 19 | 钾 | K | 275 |
| 20 | 钙 | Ca | 231 |
| 21 | 钪 | Sc | 211 |
| 22 | 钛 | Ti | 187 |
| 23 | 钒 | V | 179 |
| 24 | 铬 | Cr | 189 |
| 25 | 锰 | Mn | 197 |
| 26 | 铁 | Fe | 194 |
| 27 | 钴 | Co | 192 |
| 28 | 镍 | Ni | 163 |
| 29 | 铜 | Cu | 140 |
| 30 | 锌 | Zn | 139 |
| 31 | 镓 | Ga | 187 |
| 32 | 锗 | Ge | 211 |
| 33 | 砷 | As | 185 |
| 34 | 硒 | Se | 190 |
| 35 | 溴 | Br | 183 |
| 36 | 氪 | Kr | 202 |
| 37 | 铷 | Rb | 303 |
| 38 | 锶 | Sr | 249 |
| 39 | 钇 | Y | 219 |
| 40 | 锆 | Zr | 186 |
| 41 | 铌 | Nb | 207 |
| 42 | 钼 | Mo | 209 |
| 43 | 锝 | Tc | 209 |
| 44 | 钌 | Ru | 207 |
| 45 | 铑 | Rh | 195 |
| 46 | 钯 | Pd | 202 |
| 47 | 银 | Ag | 172 |
| 48 | 镉 | Cd | 158 |
| 49 | 铟 | In | 193 |
| 50 | 锡 | Sn | 217 |
| 51 | 锑 | Sb | 206 |
| 52 | 碲 | Te | 206 |
| 53 | 碘 | I | 198 |
| 54 | 氙 | Xe | 216 |
| 55 | 铯 | Cs | 343 |
| 56 | 钡 | Ba | 268 |
| 57 | 镧 | La | 240 |
| 58 | 铈 | Ce | 235 |
| 59 | 镨 | Pr | 239 |
| 60 | 钕 | Nd | 229 |
| 61 | 钷 | Pm | 236 |
| 62 | 钐 | Sm | 229 |
| 63 | 铕 | Eu | 233 |
| 64 | 钆 | Gd | 237 |
| 65 | 铽 | Tb | 221 |
| 66 | 镝 | Dy | 229 |
| 67 | 钬 | Ho | 216 |
| 68 | 铒 | Er | 235 |
| 69 | 铥 | Tm | 227 |
| 70 | 镱 | Yb | 242 |
| 71 | 镥 | Lu | 221 |
| 72 | 铪 | Hf | 212 |
| 73 | 钽 | Ta | 217 |
| 74 | 钨 | W | 210 |
| 75 | 铼 | Re | 217 |
| 76 | 锇 | Os | 216 |
| 77 | 铱 | Ir | 202 |
| 78 | 铂 | Pt | 209 |
| 79 | 金 | Au | 166 |
| 80 | 汞 | Hg | 209 |
| 81 | 铊 | Tl | 196 |
| 82 | 铅 | Pb | 202 |
| 83 | 铋 | Bi | 207 |
| 84 | 钋 | Po | 197 |
| 85 | 砹 | At | 202 |
| 86 | 氡 | Rn | 220 |
| 87 | 钫 | Fr | 348 |
| 88 | 镭 | Ra | 283 |
| 89 | 锕 | Ac | 260 |
| 90 | 钍 | Th | 237 |
| 91 | 镤 | Pa | 243 |
| 92 | 铀 | U | 240 |
| 93 | 镎 | Np | 221 |
| 94 | 钚 | Pu | 243 |
| 95 | 镅 | Am | 244 |
| 96 | 锔 | Cm | 245 |
| 97 | 锫 | Bk | 244 |
| 98 | 锎 | Cf | 245 |
| 99 | 锿 | Es | 245 |
| 100 | 镄 | Fm | — |
| 101 | 钔 | Md | — |
| 102 | 锘 | No | — |
| 103 | 铹 | Lr | — |
| 104 | 𬬻 | Rf | — |
| 105 | 𬭊 | Db | — |
| 106 | 𬭳 | Sg | — |
| 107 | 𬭛 | Bh | — |
| 108 | 𬭶 | Hs | — |
| 109 | 鿏 | Mt | — |
| 110 | 𫟼 | Ds | — |
| 111 | 𬬭 | Rg | — |
| 112 | 鿔 | Cn | — |
| 113 | 鿭 | Nh | — |
| 114 | 鈇 | Fl | — |
| 115 | 镆 | Mc | — |
| 116 | 鉝 | Lv | — |
| 117 | 鿬 | Ts | — |
| 118 | 鿫 | Og | — |