Атомні радіуси деяких елементів, пм

Li 155	Ве 113	В 88	С (77)	N (71)	O (66)	F (64)	Ne 160
Nа 189	Мg 160	А1 143	Sі 134	Р (130)	S (104)	Сl (99)	Аr 192
К 236	Са 197	Gа 139	Gе 139	Аs 148	Sе 114	Вr (114)	Кr 198
Rb 248	Sr 215	Іn 162	Sn 158	Sb 161	Те 132	І (133)	Хе 218
Сs 267	Ва 221	Тl 171	Рb 175	Ві 182	Ро -	Аt -	Rn -

Ефективні радіуси розраховані для кристалів сполук з переважно йонним зв’язком, одержали назву йонні радіуси. При цьому розрізняють радіуси катіонів, які завжди менші за радіуси відповідних атомів, і радіуси аніонів, які більші атомних радіусів.

Останнім часом достатньо широко почали використовувати уявлення про орбітальні радіуси. Орбітальні радіуси це теоретично розраховані відстані від ядра до головного максимуму електронної густини зовнішньої орбіталі. На відміну від ефективних, орбітальні радіуси є характеристикою вільного атома, тобто не залежить від природи хімічного зв’язку.

Ефективні радіуси (ковалентні, металічні, іонні) для одних і тих самих елементів не збігаються між собою. Це свідчить про залежність їх не лише від природи атомів, але й від характеру хімічного зв'язку, координаційного числа та інших факторів. Проте зміна ефективних радіусів атомів має періодичний характер. У періодах ефективні радіуси атомів зі збільшенням протонного числа, як правило, зменшуються. Максимальне значення радіусів спостерігається в атомах s- і р-елементів малих періодів, що пояснюється посиленням притягання електронів зовнішнього рівня до ядра в міру зростання його заряду. При переході до нового періоду радіус знову різко збільшується, оскільки при цьому з'являється новий енергетичний рівень. У великих періодах для d- і f-елементів характерне повільне зменшення ефективних радіусів, яке називають відповідно d- або f-стисненням. Ефект стиснення пояснюється тим, що при однаковій кількості електронних рівнів зі збільшенням заряду ядра посилюється притягання електронів до нього. Аномально високі значення ефективних радіусів інертних газів зумовлені тим, що в їхніх кристалах діють слабкі ван-дер-ваальсові сили на відміну від міцних ковалентних зв'язків їх попередників — галогенів.

У підгрупах ефективні радіуси атомів звичайно збільшуються внаслідок збільшення числа електронних рівнів: інтенсивніше у підгрупах s- і р-елементів і повільніше — у підгрупах d-елементів. А при переході від п'ятого до шостого періоду ефективні радіуси атомів майже не змінюються. Таке аномальне зменшення розмірів атомів елементів шостого періоду, що розміщені після Лантану, зумовлено лантаноїдним стисненням електронних шарів. Лантаноїдне стиснення компенсує збільшення об'єму атома за рахунок зростання електронних рівнів.

Орбітальні радіуси, як і ефективні, періодично змінюються при зростанні протонного числа елемента (рис. …).

Рис. ... Залежність орбітальних радіусів атомів від протонного числа елементів

У межах кожного періоду максимальний орбітальний радіус має лужний метал, а мінімальний — інертний газ. На відміну від ефективних радіусів орбітальні радіуси інертних газів змінюються закономірно. Для металічних елементів характерний задовільний збіг значень ефективних і орбітальних радіусів, чого не можна сказати про типові неметали.

Перехід нейтрального атома в катіон супроводжується різким зменшенням орбітального радіуса, тим часом як утворення аніона майже не змінює його, оскільки воно не пов'язане з виникненням нових електронних рівнів і підрівнів. Наприклад, при утворенні аніона Хлору СІ^- зайвий електрон надходить на 3р-підрівень, на якому в атома було п'ять електронів. Тому орбітальний атомний та іонний радіуси Хлору практично не відрізняються один від одного й відповідно дорівнюють 0,073 і 0,074 нм.

Хімічну природу елемента можна оцінити за здатністю його атомів втрачати або приєднувати електрони. Цю здатність кількісно характеризують іонізаційний потенціал атома та його спорідненість до електрона. Для багатоелектронних атомів принципово існує стільки іонізаційних потенціалів, скільки електронів у атома. У хімічних дослідженнях найбільше значення має перший потенціал іонізації I₁ - енергія відриву одного електрона від електронейтрального атома. Вилучення перших електронів відбувається значно легше, ніж наступних (табл. …), що пояснюється зростанням заряду утвореного катіона. Зокрема, для атома Бору послідовні потенціали іонізації відповідно становлять: 8,3; 25,2; 38; 259 еВ.

Таблиця .....