원소의 주기적 성질, 원자 반지름

원자번호 1~20번 원소들의 원자 반지름의 주기적 성질을 알아보겠습니다.
같은 주기에서 원자번호가 클수록, 같은 족에서원자 번호가 클 수록 원자 반지름이 어떻게 달라질까요?

원자 반지름

원자 반지름이란 원자의 크기를 나타내는 개념인데요.
그렇다면 원자의 반지름은 무엇일까요?

만약 자를 이용하여 원자의 크기를 잴 수 있다면 어디에서 어디까지 재야 할까요?
'원자핵'부터 제일 멀리 있는 '전자'까지 재면 될까요?
하지만 현대 원자 모형에 따르면 전자가 존재할 확률만을 나타내는데요. 또한 불확정성 원리에 따라 전자의 위치를 정확하게 알 수도 없답니다.
그렇다면 원자 반지름, 즉 원자의 크기는 어떻게 측정할까요?

공유 결합 반지름, 금속 결합 반지름

앞서 말한 이유로 원자 반지름은 다음과 같은 방법으로 정의됩니다.
결합을 이루고 있는 원자의 원자핵 사이의 거리를 측정하여 반으로 나눕니다.

금속 결합 반지름

공유 결합 반지름

 

그러면 결합을 형성하지 않는 18족 원소들의 반지름은 어떻게 정의될까요?

반데르 발스 반지름

 

원자 반지름의 주기적 경향성

이제 원자 반지름의 주기적 성질에 대해 알아보겠습니다.
원자 번호 1~20번 원소의 원자 반지름은 다음과 같은데요

원자 반지름의 주기성

같은 주기에서는 원자번호가 커질수록 감소하고, 같은 족에서는 원자번호가 커질수록 증가하는 경향을 볼 수 있어요.
같은 주기에서는 원자번호가 커질수록 유효핵전하가 증가한답니다. 따라서 원자핵과 전자의 거리가 짧아지는 거지요.

유효 핵전하와 가려막기 효과

같은 족에서는 원자번호가 커질수록 전자 껍질이 늘어나는데요. 즉, 전자의 에너지가 높아 원자핵으로부터 멀리 떨어져 있게 된답니다.

지금까지 원자 반지름에 대해 알아보았습니다.