Атомный радиус - характеристика атомов, позволяющая приблизительно оценивать межатомные расстояния в веществах.
Ионный радиус - величина, характеризующая размер катионов и анионов.
С 1923 г. под этим понятиями понимаются эффективные атомные и ионные радиусы. Под эффективными радиусами атомов и ионов понимают радиусы действия сфер атомов или ионов, то есть минимальные расстояния, на которых центры сфер атомов или ионов могут приблизиться к поверхности соседних атомов.
Эффективный радиус иона зависит от заполненности электронных оболочек, но он не равен радиусу наружной орбиты. Для определения эффективного радиуса представляют атомы (ионы) в структуре кристалла как соприкасающиеся жесткие шары, так что расстояние между их центрами равно сумме их радиусов. Атомные и ионные радиусы определены экспериментально по рентгеновским измерениям межатомных расстояний и вычислены на основе квантовомеханических представлений.
Размеры ионных радиусов подчиняются следующим закономерностям (см. рис. 2):
Внутри одного вертикального ряда периодической системы радиусы ионов с одинаковым зарядом увеличиваются с возрастанием атомного номера, поскольку растет число электронных оболочек, а значит, и размер атома.
Для одного и того же элемента ионный радиус увеличивается по мере увеличения отрицательного заряда и уменьшается по мере увеличения положительного заряда. Радиус аниона больше радиуса катиона, поскольку у аниона имеется избыток электронов, а у катиона – недостаток.
Размеры атомов и ионов следуют периодичности системы Менделеева; исключение составляют элементы от 57 (лантан) до 71 (лютеций), где радиусы атомов не растут, а равномерно уменьшаются (лантаноидное сжатие), и элементы от 89 (актиний) и дальше (актиноидное сжатие)-
Ковалентный радиус в химии — это половина расстояния между ядрами атомов данного элемента, образующими ковалентную связь. За величину ковалентного радиуса принимается половина кратчайшего межатомного расстояния в кристалле простого вещества. Другими словами, если обозначить через X атомы элемента, образующего кристалл с ковалентной связью, то для галогенов ковалентный радиус равен половине длины связи в молекуле X2, для серы и селена — половине длины связи в молекуле X8, а для углерода икремния он принимается равным половине кратчайшего межатомного расстояния в кристаллах алмаза и кремния.
Ковалентный радиус характеризует распределение электронной плотности вблизи ядра и близок к другим характеристикам распределения электронной плотности (радиус Ван-дер-Ваальса, Боровский радиус для атома водорода и т. п.)
Сумма ковалентных радиусов должна быть равна длине ковалентной связи между двумя атомами, R (AB) = R (A) + R (B).
