Chapter 2 · Section 9Textbook pages 37–39

Periodic Trends: the Size of Atoms പീരിയോഡിക് ടേബിളിലെ ക്രമാവർത്തന പ്രവണത

Why is a caesium atom more than three times as wide as a fluorine atom? Two things fight over the size of every atom: the number of shells, which pushes the outermost electrons further out, and the nuclear charge, which pulls them in. On this page you measure atomic radius, walk down group 1 and across period 2 with atoms drawn to scale, see how inner electrons screen the nucleus, compare any two atoms in the size lab, and find where the largest and the smallest atoms live.

📖 What you need (pages 2 and 6 of this guide)

Atomic number = number of protons = number of electrons in the atom; electrons are arranged in shells K, L, M, N … (page 2).
Period number = number of shells; in a period the outermost electrons increase by one from left to right (page 6).
Unlike charges attract: the positive nucleus attracts the negative electrons.

1. Periodic trends ക്രമാവർത്തന പ്രവണത

ഗ്രൂപ്പിലും പീരിയഡിലുമുള്ള സ്ഥാനത്തിനനുസരിച്ച് മൂലകങ്ങളുടെ രാസഭൗതിക സ്വഭാവങ്ങൾക്ക് ക്രമാനുഗതമായ മാറ്റം ഉണ്ടാകുന്നു. The chemical and physical properties of elements change gradually according to their position in a group and in a period. You already know that as the atomic number changes, the electron configuration (ഇലക്ട്രോൺ വിന്യാസം) and the number of shells (ഷെല്ലുകളുടെ എണ്ണം) change too. A regular, step-by-step change of a property along a group or a period is called a periodic trend. The first one we study is the size of atoms.

2. Size of an atom and atomic radius

ആറ്റങ്ങൾ അതിസൂക്ഷ്മ കണങ്ങൾ ആണെങ്കിലും ഒരു മൂലകത്തിന്റെ സ്വഭാവം അതിലെ ആറ്റങ്ങളുടെ വലിപ്പവുമായി വളരെയേറെ ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. Atoms are extremely tiny particles, yet the nature of an element is closely connected with the size of its atoms (ആറ്റത്തിന്റെ വലിപ്പം).

ആറ്റത്തിന്റെ വലിപ്പം പ്രസ്താവിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു രീതിയാണ് അറ്റോമിക ആരം (Atomic radius). ന്യൂക്ലിയസിന്റെ കേന്ദ്രബിന്ദു മുതൽ ഇലക്ട്രോണുകൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്ന ബാഹ്യതമ ഷെല്ലിലേക്കുള്ള ദൂരമായാണിത് കണക്കാക്കുന്നത്. One way of stating the size of an atom is its atomic radius (അറ്റോമിക ആരം): the distance from the centre of the nucleus to the outermost shell that contains electrons.

📏 What is measured as the atomic radius?

Atomic radii are tiny: they are measured in picometres (1 pm = 10⁻¹² m). The values on this page are approximate covalent radii (go further – there are several ways of measuring the radius, and they give slightly different numbers).

ആറ്റത്തിന്റെ വലിപ്പത്തെ സ്വാധീനിക്കുന്ന രണ്ടു പ്രധാന ഘടകങ്ങളാണ്, ന്യൂക്ലിയർ ചാർജ്, ഷെല്ലുകളുടെ എണ്ണം. Two main factors affect the size of an atom:

⊕ Nuclear charge ന്യൂക്ലിയർ ചാർജ്

The positive charge of the nucleus = number of protons = atomic number. More nuclear charge → stronger force of attraction (ആകർഷണബലം) on the outermost electrons → they are pulled in → smaller atom.

◎ Number of shells ഷെല്ലുകളുടെ എണ്ണം

Each new shell lies further out from the nucleus. More shells → the outermost electrons are further away → bigger atom.

3. Down a group – Table 2.11

ഗ്രൂപ്പ് 1-ലെ ഏതാനും മൂലകങ്ങൾ പട്ടിക 2.11-ൽ നൽകിയിരിക്കുന്നു. Some elements of group 1 are given in Table 2.11. Fill in the number of shells from the configurations and check.

ഒരു ഗ്രൂപ്പിൽ മുകളിൽ നിന്ന് താഴോട്ടുവരുംതോറും ഷെല്ലുകളുടെ എണ്ണത്തിന് എന്ത് സംഭവിക്കുന്നു? What happens to the number of shells as we come down a group?
ഷെല്ലുകളുടെ എണ്ണം കൂടുന്നത് ആറ്റത്തിന്റെ വലിപ്പത്തെ എങ്ങനെ സ്വാധീനിക്കുന്നു? How does the increase in the number of shells affect the size of the atom?

ന്യൂക്ലിയർ ചാർജ് ന്യൂക്ലിയസ്സിനുള്ളിലെ പ്രോട്ടോണുകളുടെ എണ്ണത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. The nuclear charge depends on the number of protons in the nucleus.

അറ്റോമിക നമ്പർ കൂടുമ്പോൾ പ്രോട്ടോണുകളുടെ എണ്ണത്തിന് എന്ത് മാറ്റമുണ്ടാകുന്നു? What change happens to the number of protons when the atomic number increases?
അങ്ങനെയെങ്കിൽ അറ്റോമിക നമ്പർ കൂടുന്നതിനനുസരിച്ച് ന്യൂക്ലിയർ ചാർജിന് എന്തു സംഭവിക്കുന്നു? Then what happens to the nuclear charge as the atomic number increases?

ന്യൂക്ലിയർ ചാർജ് കൂടുമ്പോൾ ന്യൂക്ലിയസ്സിന് ബാഹ്യതമ ഇലക്ട്രോണുകളിലുള്ള ആകർഷണബലം കൂടുമല്ലോ. When the nuclear charge increases, the attraction of the nucleus on the outermost electrons increases.

അപ്പോൾ ആറ്റത്തിന്റെ വലിപ്പത്തിന് എന്ത് മാറ്റം സംഭവിക്കും? Then what change would happen to the size of the atom?

🎬 Walk down group 1 – atoms drawn to scale (approx. radii)

• Down a group the number of shells increases by one in each step (Li 2 → Na 3 → K 4 → Rb 5).
• More shells → the outermost electrons are further from the nucleus → the size of the atom increases.
• When the atomic number increases, the number of protons increases (Li 3 → Na 11 → K 19 → Rb 37).
• So the nuclear charge increases with atomic number.
• A larger nuclear charge pulls the outermost electrons more strongly – by itself this would make the atom smaller. But down a group the extra shells win (key idea below): the atoms actually get bigger.

⭐ Key idea (textbook page 38)

ഒരു ഗ്രൂപ്പിൽ മുകളിൽ നിന്ന് താഴേക്ക് വരുംതോറും ന്യൂക്ലിയർ ചാർജ് വർദ്ധിക്കുന്നുണ്ടെങ്കിലും അതിന്റെ സ്വാധീനത്തെ മറികടക്കുന്ന വിധത്തിൽ ഷെല്ലുകളുടെ എണ്ണം കൂടുന്നതിനാൽ ആറ്റത്തിന്റെ വലിപ്പം കൂടിവരുന്നു.

Coming down a group, the nuclear charge increases; but the number of shells increases in a way that overcomes its effect, so the size of the atom increases.

📘 Screening effect (shielding effect) സ്ക്രീനിംഗ് പ്രഭാവം (ഷീൽഡിംഗ് പ്രഭാവം)

ഒരു ഗ്രൂപ്പിൽ മുകളിൽ നിന്ന് താഴേക്ക് വരുംതോറും ഷെല്ലുകളുടെ എണ്ണം കൂടുന്നു. തത്ഫലമായി ബാഹ്യതമ ഇലക്ട്രോണുകൾ ന്യൂക്ലിയസിൽ നിന്ന് അകലുന്നു. ഉള്ളിലുള്ള ഷെല്ലുകളിലെ ഇലക്ട്രോണുകളുടെ എണ്ണം കൂടുന്നതിനനുസരിച്ച് ബാഹ്യതമ ഷെല്ലിലെ ഇലക്ട്രോണുകളിൽ ന്യൂക്ലിയസിനുള്ള ആകർഷണം ക്രമമായി കുറയുന്നു. ഇതിനെ സ്ക്രീനിംഗ് പ്രഭാവം എന്ന് വിളിക്കുന്നു.

Coming down a group the number of shells increases, so the outermost electrons move further away from the nucleus. As the number of electrons in the inner shells increases, the attraction of the nucleus on the electrons of the outermost shell decreases step by step. This is called the screening effect (shielding effect): the inner electrons stand like a screen between the nucleus and the outermost electrons.

🛡 Shielding animation – the inner electrons screen the nucleus

The thickness of the pull arrow is qualitative – it shows "stronger" or "weaker", not a measured value. Atom sizes in this animation are not to scale.

4. Across a period – Table 2.12

പീരിയോഡിക് ടേബിളിലെ രണ്ടാം പീരിയഡിൽ ഉൾപ്പെട്ട മൂലകങ്ങളുടെ ഇലക്ട്രോൺ വിന്യാസം ചുവടെ കൊടുത്തിരിക്കുന്നു. The electron configurations of the elements of period 2 are given below (Table 2.12). Add two rows of your own – the number of shells and the nuclear charge – and check.

പീരിയഡിൽ ഇടത്തുനിന്നും വലത്തോട്ട് പോകുംതോറും ഷെല്ലുകളുടെ എണ്ണത്തിൽ എന്തെങ്കിലും മാറ്റം കാണുന്നുണ്ടോ? Do you see any change in the number of shells as you go from left to right in the period?
ന്യൂക്ലിയർ ചാർജ് കൂടുന്നുണ്ടോ? Does the nuclear charge increase?

ഒരു പീരിയഡിൽ ഇടത്തുനിന്ന് വലത്തോട്ട് പോകുംതോറും ന്യൂക്ലിയർ ചാർജ് കൂടുന്നുവെങ്കിലും ഷെല്ലുകളുടെ എണ്ണത്തിൽ മാറ്റം വരുന്നില്ല. Going from left to right in a period, the nuclear charge increases but the number of shells does not change.

ബാഹ്യതമ ഇലക്ട്രോണുകളിൻമേലുള്ള ന്യൂക്ലിയസിന്റെ ആകർഷണബലത്തിന് എന്ത് മാറ്റമുണ്ടാകുന്നു? (കൂടുന്നു/ കുറയുന്നു) What change happens to the force of attraction of the nucleus on the outermost electrons? (increases / decreases)
അപ്പോൾ ആറ്റത്തിന്റെ വലിപ്പത്തിന് എന്ത് മാറ്റം ഉണ്ടാകും? Then what change happens to the size of the atom?

🎬 Walk across period 2 – atoms drawn to scale (approx. radii)

• No – all the period-2 elements have 2 shells (K and L).
• Yes – the nuclear charge increases by +1 at each step: +3 (Li), +4, +5, +6, +7, +8, +9 (F).
• The attraction of the nucleus on the outermost electrons increases (കൂടുന്നു).
• So the size of the atom decreases: lithium is the largest and fluorine the smallest atom of the row (about 134 pm → 71 pm, approx.).

⭐ Key idea (textbook page 39)

ഒരു പീരിയഡിൽ ഇടത്തുനിന്ന് വലത്തോട്ട് പോകുംതോറും ഷെല്ലുകളുടെ എണ്ണത്തിൽ മാറ്റം ഉണ്ടാകുന്നില്ല. എന്നാൽ ന്യൂക്ലിയർ ചാർജ് ക്രമേണ കൂടുന്നു. ബാഹ്യതമ ഇലക്ട്രോണുകളിൽ ന്യൂക്ലിയസിന്റെ ആകർഷണബലം കൂടുന്നു. അതിനാൽ ആറ്റത്തിന്റെ വലിപ്പം ക്രമേണ കുറയുന്നു.

Going from left to right in a period, the number of shells does not change. But the nuclear charge gradually increases, the attraction of the nucleus on the outermost electrons increases, and so the size of the atom gradually decreases.

5. The size lab – compare any two atoms

⚖ Size lab: tap two elements (A, then B) to compare them to scale

All radii are approximate covalent radii in picometres. Noble gases are treated separately (their radii are measured in a different way), so we do not rank them here.

🎯 Game: which atom is bigger?

6. Where are the largest and the smallest atoms?

ഗ്രൂപ്പിലും പീരിയഡിലും ആറ്റത്തിന്റെ വലിപ്പത്തിൽ ഉണ്ടാകുന്ന മാറ്റം കണ്ടുവല്ലോ. You have seen how the size of atoms changes in a group and in a period.

എങ്കിൽ പീരിയോഡിക് ടേബിളിൽ പൊതുവേ വലിപ്പം കൂടിയ ആറ്റങ്ങളുടെ സ്ഥാനം എവിടെയായിരിക്കും? Then where in the periodic table will the atoms of generally larger size be?
പൊതുവേ വലിപ്പം കുറഞ്ഞ ആറ്റങ്ങൾ എവിടെ കാണപ്പെടുന്നു? Where are the atoms of generally smaller size found?

🗺 Trend map of the periodic table

• Generally larger atoms are at the bottom left of the periodic table – the lower part of group 1 (caesium, francium).
• Generally smaller atoms are at the top right – towards group 17 in the upper periods (fluorine is the smallest of the atoms we compared, except hydrogen).
(Hydrogen, with only one shell, is the smallest atom of all. The noble gases of group 18 are treated separately and are not ranked here.)

⭐ Key idea (textbook page 39)

ഒരു ഗ്രൂപ്പിൽ മുകളിൽ നിന്ന് താഴേക്ക് വരുംതോറും ആറ്റത്തിന്റെ വലിപ്പം കൂടിവരുന്നു. ഒരു പീരിയഡിൽ ഇടത്തുനിന്ന് വലത്തോട്ട് പോകുംതോറും ആറ്റത്തിന്റെ വലിപ്പം പൊതുവേ കുറഞ്ഞുവരുന്നു.

Coming down a group, the size of the atom increases. Going from left to right in a period, the size of the atom generally decreases.

🔭 Coming up in the next unit

അയോണീകരണ ഊർജം, ഇലക്ട്രോനെഗറ്റിവിറ്റി തുടങ്ങിയ ക്രമാവർത്തന പ്രവണതകളെക്കുറിച്ച് നിങ്ങൾ അടുത്ത യൂണിറ്റിൽ പഠിക്കും. You will study other periodic trends such as ionisation energy (അയോണീകരണ ഊർജം) and electronegativity (ഇലക്ട്രോനെഗറ്റിവിറ്റി) in the next unit. Atomic size is the key to both – keep this page in mind!

🌐 Explore online needs internet · opens in a new tab

📄 Periodic trends Wikipedia
How atomic size and other properties change across periods and down groups.
📄 Atomic radius Wikipedia
How the size of an atom is measured, with a chart of radii.
📄 Shielding effect Wikipedia
Go further: how inner electrons screen the outer ones.

7. Check yourself

🧭 Summary

Atomic radius = distance from the centre of the nucleus to the outermost shell. Two factors decide the size: nuclear charge (pulls electrons in) and number of shells (pushes the outer electrons out).
Down a group: shells increase (and the inner electrons screen the nucleus – screening effect), which outweighs the rising nuclear charge → atoms get bigger.
Across a period: shells stay the same, nuclear charge increases → stronger pull on the outer electrons → atoms get smaller.
Largest atoms: bottom left (group 1, lower periods); smallest: top right (towards group 17, upper periods). Noble gases are treated separately.

Next: In-text questions – solutions ▶