ขนาดอะตอม
ตามแบบจำลองอะตอมแบบกลุ่มหมอก อิเล็กตรอนที่อยู่รอบนิวเคลียสจะเคลื่อนที่ตลอดเวลาด้วยความเร็วสูงและไม่ สามารถบอกตำแหน่งที่แน่นอนรวมทั้งไม่สามารถกำหนดขอบเขตที่แน่นอนของ อิเล็กตรอนได้ นอกจากนี้อะตอมโดยทั่วไปไม่อยู่เป็นอะตอมเดี่ยวแต่จะมีแรงยึดเหนี่ยวระหว่าง อะตอมไว้ด้วยกัน จึงเป็นเรื่องยากที่จะวัดขนาดของอะตอมที่อยู่ในภาวะอิสระหรือเป็นอะตอม เดี่ยวในทางปฏิบัติจึงบอกขนาดอะตอมด้วยรัศมีอะตอม ซึ่งมีค่าเท่ากับครึ่งหนึ่งของระยะหว่างนิวเคลียสของอะตอมทั้งสองที่มีแรง ยึดเหนี่ยวระหว่างอะตอมไว้ด้วยกันหรือที่อยู่ชิดกันรัศมีอะตอมมีหลายแบบซึ่ง ขึ้นอยู่กับชนิดของแรงที่ยึดเหนี่ยวระหว่างอะตอม ดังตัวอย่าง
รัศมีโคเวเลนต์ คือระยะทางครึ่งหนึ่งของความยาวพันธะโคเวเลนต์ ระหว่างอะตอมชนิดเดียวกัน ตัวอย่างรัศมีโคเวเลนต์ของไฮโดรเจนและคลอรีนแสดงได้ดังนี้
ความยาวพันธะ H – H = 74 pm
รัศมีโคเวเลนต์ของ H = 74/2= 37 pm
ความยาวพันธะ Cl – Cl = 198 pm
รัศมีโคเวเลนต์ของ Cl = 198/2= 99 pm
รัศมีอะตอมของไฮโดรเจนและคลอรีน
ในกรณีที่เป็นพันธะโคเวเลนต์ระหว่างอะตอมต่างชนิดกันเช่น อาจหารัศมีอะตอมของธาตุทั้งสอง ในที่นี้คือคาร์บอนกับคลอรีนและทราบรัศมีอะตอมของธาตุคลอรีนดังตัวอย่างจากข้อมูลทราบว่า ความยาวพันธะ C-CI = 176 pmรัศมีอะตอมของ CI = 99 pmดังนั้น รัศมีอะตอมของ C = (176-99)=77 pm
รัศมีแวนเดอร์วาลส์ คือระยะทางครึ่งหนึ่งของระยะระหว่างนิวเคลียสของอะตอมที่อยู่ใกล้ที่สุด ตัวอย่างรัศมีแวนเดอร์วาลส์ซึ่งหาจากอะตอมของแก๊สเฉื่อย เช่น รัศมีอะตอมของธาตุคริปทอน หรือหาจากโมเลกุลโคเวเลนต์ 2 โมเลกุลที่สัมผัสกัน เช่น โมเลกุลของแก๊สไฮโดรเจน 2 โมเลกุล ดังตัวอย่าง
รัศมีแวนเดอร์วาลส์ของคริปทอนและไฮโดรเจน
- รัศมีโคเวเลนต์กับรัศมีแวนเดอร์วาลส์แตกต่างกันอย่างไร- ขนาดอะตอมของ H ที่เป็นรัศมีโคเวเลนต์กับรัศมีแวนเดอร์วาลส์มีค่าแตกต่างกันหรือไม่ อย่างไรรัศมีโลหะ มีค่าเท่ากับครึ่งหนึ่งของระยะระหว่างนิวเคลียสของอะตอมโลหะที่อยู่ใกล้กัน มากที่สุด เช่น ธาตุแมกนีเซียม มีระยะระหว่างนิวเคลียสของอะตอมสองอะตอมอยู่ใกล้กันที่สุดเท่ากับ 320 พิโกเมตร รัศมีอะตอมของโลหะแมกนีเซียมจึงมีค่าเท่ากับ ซึ่งเท่ากับ 160 พิโกเมตรการศึกษารัศมีอะตอมของธาตุ ทำให้ทราบขนาดอะตอมของธาตุและสามารถเปรียบเทียบขนาดอะตอมของธาตุที่อยู่ใน คาบเดียวกันหรือหมู่เดียวกันได้ ตัวอย่างรัศมีอะตอมของธาตุในตารางธาตุ แสดงดังรูป
หมายเหตุ
ธาตุที่เป็นโลหะแสดงด้วยค่ารัศมีโลหะ ธาตุอโลหะเป็นรัศมีโคเวแลนต์ ส่วนธาตุหมู่ VIIA เป็นรัศมีแวนเดอร์วาลส์
เมื่อพิจารณาขนาดอะตอมของธาตุที่อยู่ในคาบเดียวกัน พบว่าขนาดอะตอมมีแนวโน้มลดลงเมื่อเลขอะตอมเพิ่มขึ้น อธิบายได้ว่าเนื่องจากธาตุในคาบเดียวกันมีเวเลนซ์อิเล็กตรอนอยู่ในระดับ พลังงานเดียวกัน แต่มีจำนวนโปรตอนในนิวเคลียสแตกต่างกัน ธาตุที่มีจำนวนโปรตอนมากจะดึงดูดเวเลนซ์อิเล็กตรอนด้วยแรงที่มากกว่าธาตุที่ มีจำนวนโปรตอนน้อย เวเลนซ์อิเล็กตรอนจึงเข้าใกล้นิวเคลียสได้มากกว่าทำให้อะตอมมีขนาดเล็กลง
ส่วนธาตุในหมู่เดียวกัน เมื่อเลขอะตอมเพิ่มขึ้นจำนวนโปรตอนในนิวเคลียสและจำนวนระดับพลังงานที่มี อิเล็กตรอนเพิ่มขึ้นด้วย อิเล็กตรอนที่อยู่ชั้นในจึงเป็นคล้ายฉากกั้นแรงดึงดูดระหว่างโปรตอนใน นิวเคลียสกับเวเลนซ์อิเล็กตรอน ทำให้แรงดึงดูดต่อเวเลนซ์อิเล็กตรอนมีน้อย เป็นผลให้ธาตุในหมู่เดียวกันมีขนาดอะตอมใหญ่ขึ้นตามเลขอะตอม แสดงว่าการเพิ่มจำนวนระดับพลังงานมีผลต่อขนาดอะตอมมากกว่าการเพิ่มจำนวน โปรตอนในนิวเคลียส
