Γιατί τα βαριά άτομα δεν είναι αισθητά μεγαλύτερα από το άτομο υδρογόνου;
* Ατομική ακτίνα: Η ατομική ακτίνα αναφέρεται στην απόσταση μεταξύ του πυρήνα και του εξωτερικού κελύφους ηλεκτρονίων. Αυτός είναι ο πρωταρχικός τρόπος με τον οποίο μετράμε το ατομικό μέγεθος.
* θωράκιση ηλεκτρονίων: Καθώς ο αριθμός των ηλεκτρονίων και των ηλεκτρονίων αυξάνεται στα βαρύτερα άτομα, τα εσωτερικά ηλεκτρόνια ασπροτιάζουν τα εξωτερικά ηλεκτρόνια από το θετικό φορτίο του πυρήνα. Αυτό το φαινόμενο θωράκισης μειώνει την έλξη μεταξύ του πυρήνα και των εξωτερικών ηλεκτρονίων, επιτρέποντάς τους να καταλαμβάνουν μεγαλύτερα τροχιακά.
* Πυρηνικό φορτίο: Ενώ ο αριθμός των πρωτονίων (πυρηνικό φορτίο) αυξάνεται με τον ατομικό αριθμό, το αποτέλεσμα θωράκισης που αναφέρεται παραπάνω αντισταθμίζει αυτή την αύξηση. Το αποτελεσματικό πυρηνικό φορτίο που αισθάνεται τα εξώτατα ηλεκτρόνια είναι μικρότερο από το πραγματικό πυρηνικό φορτίο.
Ως εκ τούτου, τα βαρύτερα άτομα είναι μεγαλύτερα από το υδρογόνο, αλλά όχι τόσο μεγάλα όσο θα περίμενε κανείς με βάση μόνο τον αριθμό των πρωτονίων και των νετρονίων.
Ακολουθεί μια πιο λεπτομερής εξήγηση:
* υδρογόνο: Έχει μόνο ένα πρωτόνιο και ένα ηλεκτρόνιο. Η ατομική ακτίνα του είναι πολύ μικρή.
* βαρύτερα άτομα: Καθώς κινούμαστε κάτω από τον περιοδικό πίνακα, ο αριθμός των κελυφών ηλεκτρονίων και ο αριθμός των ηλεκτρονίων σε κάθε κέλυφος αυξάνεται. Αυτό οδηγεί σε:
* Αυξημένη θωράκιση ηλεκτρονίων: Τα εσωτερικά ηλεκτρόνια "μπλοκάρουν αποτελεσματικά την έλξη του πυρήνα για τα εξωτερικά ηλεκτρόνια.
* μεγαλύτερο τροχιακό μέγεθος: Τα εξώτατα ηλεκτρόνια βιώνουν μια ασθενέστερη έλξη και επομένως καταλαμβάνουν μεγαλύτερα τροχιακά, οδηγώντας σε μεγαλύτερη ατομική ακτίνα.
Συμπερασματικά:
Ενώ η αύξηση της ατομικής ακτίνας δεν είναι άμεσα ανάλογη με την αύξηση του ατομικού αριθμού, τα βαρύτερα άτομα είναι σημαντικά μεγαλύτερες από το υδρογόνο λόγω των συνδυασμένων επιδράσεων της αυξημένης θωράκισης ηλεκτρονίων και της ανάγκης για ηλεκτρόνια να καταλαμβάνουν μεγαλύτερα τροχιακά για να ικανοποιήσουν τα επίπεδα ενέργειας τους.
