元素原子的基本性质之一是它們的大小。 图28-1表示了元素的原子半徑和离子牛徑的周期性变化。在原子半徑的曲线中，容易看出碱金属在曲钱上占有峰頂的位置。它們的原子半径最大，因为新增了一个s电子，就是新增加了一个电子层，而同时核电荷又增加了一个单位。在碱土金屬的原子中，最外是两个s电子，壳层并未增多，而核电荷则又增加了一个单位，因此发生收縮，其他依此类推。一方面电子增多和壳层增加有着使原子增大的趋向，而另一方面核荷增加又因引力增大而有使原子缩小的趋向。这两种矛盾着的趋向相互竞爭，要看哪一个占优势而决定原子半徑随原子序的递增而增大或减小。但是在碱金屬前的几个元素处，原子半徑已逐漸由谷底向峰頂上长，理由如下。 

电子，电子层数幷无增加，但是核的电荷是逐一增大的。如果单从 这方面来考虑，原子半徑应当按N-O-F 的次序而箱小。但是， 事实上N-O-F的原子半徑是依次增大的。原因是，氟分子中 F-F有单鍵，氧分子中有三电子π键，而氮分子中N≡N有三键。 同时，分子中电子間的斥力亦按N₂-O₂-F₂的次序而增大。结果O₂較N₂为大，而F又較O₂为大。

  处在原子半徑曲钱的谷底的副族元素，即从IVB鈦副族起，通过过渡元素，到IIB鋅副族，它們的原子半徑見图28-2。由图中不但可以看到周期性变化，并且非常清楚地看到了鑭系收箱的效应。

  图28-1中离子半徑的曲棧是断开的，因为有阳离子和阴离子的区别。然而整个看来，周期性是明显的。占在峰頂的是惰性气体(暫把它們和离子一并而論)，左边卤素一价阴离子的半徑要小些，而右边碱金属一价阳离子的半徑要小得多。今考虑下列例子:

离子	电子层	核电荷	离子半径
F- Ne Na+	2,8 2,8 2,8	9 10 11	1.33 1.59 0.98

Na⁺比Ne小，是因为鈉的核荷增加了一一个 单位。那么氟的核电荷比氖小一个单位，为什么F⁻反而比Ne小呢?理由是，这些数据是由晶体求得的，因此在某种程度上依赖于晶体结构。Ne在晶格中的结构单元是原子，彼此間依靠弱的范德瓦尔力相结合，而F⁻是存在于离子型晶格中，例如于NaF和KF中，它和Na⁺或K⁺离子間有着强的庫命引力，因此F⁻的半徑反而比Ne的半徑小些，但是毕竟要比Na⁺大。

  此外，压縮系数(压力变化一个单位时，对个单位体积所产生的体积减小)也象原子体积，呈现着周期性变化，因为体积越大，越容易压縮。密度(或比重)是和原子体积呈反比的，因此也随着原子序的递增而有周期性的变化。