Un rayon ionique est le rayon d'un cation ou un anion définie par la distance entre les ions dans un composé ionique. Les cations sont plus petits que l'atome parent, tandis que les anions sont plus grands. Semblable aux rayons atomiques, les rayons ioniques sont déterminés par le nombre d'électrons, les orbitales tenant ses électrons de valence et la charge nucléaire.

Envisager de lithium, qui a une configuration électronique d'un noyau d'hélium et un ultrapériphériques 2s électron. L'électron 2s est protégé de la charge nucléaire par deux électrons 1s et contribue au rayon atomique de 152 picomètres. La perte de l'électron 2S le plus externe génère un cation lithium, qui a moins d'électrons mais le même nombre de protons que l'atome parent.

Les deux électrons 1s sont maintenus plus près du noyau parce qu'ils subissent une charge nucléaire efficace plus grande que l'électron 2s. Ainsi, le rayon ionique du cation lithium est de 60 picomètres, ce qui est beaucoup plus petit que l'atome parent. Cette tendance est généralement observée avec tous les cations métalliques et leurs atomes parents.

En revanche, les anions sont plus grands que leurs atomes parents. Quand un atome de fluor accepte un électron, il y a un électron externe supplémentaire, mais le nombre de protons, et donc la charge nucléaire, reste le même. L'augmentation de l'électron-répulsion électron fait que les électrons s'étalent davantage dans l'espace.

Ainsi, l'anion fluoré a un rayon de 136 picomètres, ce qui est beaucoup plus grand que l'atome parent. En général, le rayon ionique pour les éléments du bloc s et p augmente en bas de la colonne, alors que le nombre de niveaux d'énergie principaux, et donc le nombre d'orbitales, augmente. Que penser d'un groupe d'atomes et d'ions qui ont le même nombre d'électrons Ils sont appelés une série isoélectronique et peuvent être organisés en augmentant le nombre atomique.

Chaque membre de la série isoélectronique représentée a 18 électrons. Cependant, ils diffèrent par le nombre de protons. L'ion sulfure a 16 protons attirant 18 électrons, tandis que l'ion calcium a 20 protons attirant le même nombre d'électrons.

Ainsi, avec plus de protons, le calcium peut tirer des électrons beaucoup plus près du noyau que le sulfure, ce qui fait que l'ion calcium est plus petit que l'ion sulfure. Plus la charge nucléaire est grande, plus le rayon est petit, bien que l'ajout d'une enveloppe d'électrons perturbe cette tendance. Néanmoins, le sulfure est le plus grand et le calcium est le plus petit ion de cette série.