Γιατί η ακτίνα ενός αρνητικού ιόντος είναι πάντα μεγαλύτερη από το ουδέτερο άτομο;

Όταν ένα άτομο κερδίζει ένα ή περισσότερα ηλεκτρόνια για να γίνει αρνητικό ιόν, υπάρχει αύξηση του αριθμού των ηλεκτρονίων που περιβάλλουν τον πυρήνα.

1. Αυξημένη απόρριψη ηλεκτρονίων-ηλεκτρονίων: Η προσθήκη επιπλέον ηλεκτρονίων στο ηλεκτρονικό σύννεφο οδηγεί σε αύξηση της απέχυσης ηλεκτρονίων-ηλεκτρονίων. Καθώς ο αριθμός των ηλεκτρονίων αυξάνεται, οι απωθητικές δυνάμεις μεταξύ τους γίνονται ισχυρότεροι, προκαλώντας τα ηλεκτρόνια να εξαπλωθούν και να καταλαμβάνουν μεγαλύτερα τροχιακά. Αυτή η επέκταση του νέφους ηλεκτρονίων οδηγεί σε συνολική αύξηση της ιοντικής ακτίνας σε σύγκριση με το ουδέτερο άτομο.

2. Αδύναμη πυρηνική έλξη: Το αρνητικό φορτίο των επιπλέον ηλεκτρονίων σε ένα ανιόν δημιουργεί μια ισχυρότερη ηλεκτροστατική δύναμη μεταξύ των ηλεκτρονίων και του θετικά φορτισμένου πυρήνα. Ωστόσο, αυτή η αυξημένη πυρηνική έλξη δεν επαρκεί για να ξεπεραστεί η αυξημένη απόρριψη ηλεκτρονίων-ηλεκτρονίων. Ως αποτέλεσμα, τα ηλεκτρόνια κρατούνται λιγότερο σφιχτά στον πυρήνα στο ανιόν σε σύγκριση με το ουδέτερο άτομο, συμβάλλοντας στην μεγαλύτερη ιοντική ακτίνα.

3. Εφέ θωράκισης: Τα εξώτατα ηλεκτρόνια (ηλεκτρόνια σθένους) σε ένα άτομο βιώνουν ένα μειωμένο αποτελεσματικό πυρηνικό φορτίο λόγω της παρουσίας εσωτερικών ηλεκτρονίων. Αυτό το φαινόμενο θωράκισης γίνεται πιο έντονο σε ένα ανιόν λόγω του αυξημένου αριθμού ηλεκτρονίων. Η αυξημένη θωράκιση μειώνει την έλξη μεταξύ των ηλεκτρονίων σθένους και του πυρήνα, επιτρέποντας στα ηλεκτρόνια σθένους να καταλαμβάνουν μεγαλύτερα τροχιακά και να αυξάνουν περαιτέρω την ιοντική ακτίνα.

Αξίζει να σημειωθεί ότι το συγκεκριμένο μέγεθος της αύξησης της ιοντικής ακτίνας εξαρτάται από το στοιχείο και την ηλεκτρονική του διαμόρφωση, αλλά γενικά, η ακτίνα ενός αρνητικού ιόντος είναι πάντα μεγαλύτερη από αυτή του αντίστοιχου ουδέτερου ατόμου.