نصف القطر الأيوني هو القياس المستخدم لوصف حجم الأيون. يكون للإلكترونات في الشلال دائمًا عدد أقل من البروتونات وعدد البروتونات نفسه الموجود في الذرة الأصلية؛ وهو أصغر من الذرة التي يتم اشتقاقها منها. على سبيل المثال، نصف القطر التساهمي لذرة ألومنيوم (1s22s22p63s23p1) هو 118 pm، بينما نصف القطر الأيوني لذرة Al3+ (1s22s22p6) هو 68 pm. عند إزالة الإلكترونات من غلاف التكافؤ الخارجي، فإن الإلكترونات الأساسية المتبقية التي تشغل أغلفة أصغر تختبر شحنة نووية أكثر فاعلية Zeff ويتم رسمها أقرب إلى النواة.
أما عمليات الشحن ذات الشحنات الأكبر فهي أصغر من عمليات الشحن ذات الشحنات الأصغر (على سبيل المثال، V2+ له نصف قطر الأيون 79 pm، بينما يبلغ نصف قطر V3+ 64 pm). وفي سياق مجموعات الجدول الدوري، فإن عمليات توجيه العناصر المتتالية بنفس الشحنة لها عموما إشعاعياً أكبر، مما يقابل زيادة في العدد الكمي الرئيسي n.
يتكون الأيون (الأيون السالب) عن طريق إضافة إلكترونات واحدة أو أكثر إلى غلاف تكافؤ الذرة. ويؤدي هذا إلى تنافر أكبر بين الإلكترونات وانخفاض في Zeff لكل إلكترون. يتسبب كل من التأثيرات (العدد المتزايد للإلكترونات وتناقص Zeff) في أن يكون نصف قطر أيون أكبر من نصف قطر ذرة الأصل. على سبيل المثال، يبلغ نصف قطر ذرة الكبريت ([Ne]3s23p4) 104 مساءاً، بينما يبلغ نصف القطر التساهمي لأيون الكبريت ([Ne]3s23p4) 170 pm. بالنسبة للعناصر المتتابعة التي تتلي أسفل أي مجموعة، يكون للأيونات أرقام كمية رئيسية أكبر، وبالتالي نصف قطر إشعاعي أكبر.
ويقال إن الذرات والأيونات التي تحتوي على نفس التوزيع الإلكتروني هي متساوية إلكترونياً. أمثلة لأنواع متساوية إلكترونياً N3–, O2–, F–, Ne, Na+, Mg2+, and Al3+ (1s22s22p6). مجموعة أخرى متساوية الكترونيا P3–, S2–, Cl–, Ar, K+, Ca2+, and Sc3+ ([Ne]3s23p6). بالنسبة للذرات أو الأيونات التي هي متساوية إلكترونياً، يحدد عدد البروتونات الحجم. كلما زادت الشحنة النووية، قل نصف القطر في سلسلة من الأيونات المتساوية إلكترونياً والذرات.
هذا النص مقتبس من OpenStax Chemistry 2e, Section 6.5: Periodic Variations in Element Properties.
