Eddigi tapasztalataink szerint a periódusos rendszer bal oldalán található elemek atomjai általában elektronvesztéssel képeznek ionokat, a jobb oldalon lévők pedig elektronokat vesznek fel. Érdekes az is, hogy leggyakrabban - a fenti példákhoz hasonlóan - a képződött ionokban valamelyik nemesgáz elektronjaival megegyező elektronszám alakul ki. A kationokelektronszerkezete az elemetmegelőző, az anionoké pedig az elemetkövető nemesgázéval egyezik meg.

Hasonlítsd össze a magnéziumatom és a klóratom méretét, a bennük lévő protonok és elektronok számát! Milyen magyarázatot adhatunk a méretbeli eltérésre? A magnéziumatom és a magnézium-ion

Az ellentétes elektromos töltésűelemirészecskék közti vonzóerő annál nagyobb, minél nagyobb a töltés, azaz minél több proton és elektronvonzza egymást. A több protont és több elektront tartalmazó klóratom ezért jóval kisebb, mint a magnéziumatom.

Hasonlítsd össze a klóratomot és a kloridiont! Mi okozhatja a kloridion és a klóratom közti méretkülönbséget? A klóratom és a klorid-ion

Az azonos töltésű elemi részecskék között taszító hatás áll fönn. Az anionban egy protonra több elektron jut, mint a semleges atomban (a klóratomban 1 protonra 1 elektron, a kloridionban = 1,06 elektron jut), így az atommag kevésbé tudja ellensúlyozni az elektronok közti taszítást, ezért a térfogat megnő. Az anionsugaramindignagyobbannálazatomnál,mintamibőlelektronfelvétellel képződött.

Az atom és anionjának térkitöltése

A pontszerű atommagban lévő protonok mindegyikére kevesebb elektron (a magnéziumatomban 1 protonra 1 elektron, a magnéziumionban viszont 10/12 = 0,83 elektron) jut, ezért jobban összehúzódik az elektronburok. Valóban igaz, hogy minden kationkisebb méretű annál az atomnál, mint amiből képződött. Az oka azonban összetettebb.

Vizsgáljuk meg azt a nemesgázatomot is, amelyiknek elektronszáma megegyezik a magnéziumionéval!
A magnéziumatom, a neonion, és a magnéziumion mérete
Amikor a magnéziumatomból ion képződik, akkor elektronjainak száma csökken. A magnéziumatomról az a 2 elektron szakítható le a legkönnyebben, amely a legkülső, új elektronhéjon van. A magnéziumion maradék 10 elektronja tehát a neonatoménak megfelelő pályákon mozog, de még annál is kisebb méretű. Ennek oka, hogy benne a 10 elektront nem 10, hanem 12 proton vonzza.

Vizsgáljuk meg az atomok méretének változását a periódusos rendszer főcsoportjaiban!

Megállapítható, hogy egy perióduson belül annál kisebb az atom, minél több elektront és protont tartalmaz. A nagyobb protonszámú atommag erőteljesebb vonzásának hatására "összezsugorodik" az elektronok mozgástere.

Az atomsugár változása a periódusos rendszer főcsoportjaiban

A _²Ne után következő _³Li, illetve a _¹⁰Ne-t követő _¹¹Na mérete jóval nagyobb, mint a nála eggyel kevesebb protont és elektront tartalmazó nemesgáz atomjáé. Ezt úgy magyarázzuk, hogy a lítium harmadik, illetve a nátrium tizenegyedik elektronja már nem fér el a többi elektron közelében. Azt mondjuk, hogy egy újabb elektronhéjra kerül.

Új elektronhéj kiépülése

A kation képződése