รัศมีไอออนิก ขนาดไอออน ตารางรัศมีไอออนิกและคริสตัล รัศมีไอออนิกขององค์ประกอบ

ปัญหาของรัศมีไอออนเป็นปัญหาสำคัญประการหนึ่งในเคมีเชิงทฤษฎีและคำศัพท์ต่างๆ ในตัวมันเอง “รัศมีไอออนิก" และ " รัศมีคริสตัล" ซึ่งแสดงลักษณะเฉพาะของขนาดที่สอดคล้องกันนั้นเป็นผลมาจากแบบจำลองโครงสร้างไอออนิก-โควาเลนต์ ปัญหาของรัศมีเกิดขึ้นภายในกรอบการทำงานเป็นหลัก เคมีโครงสร้าง(เคมีคริสตัล).

แนวคิดนี้พบการยืนยันเชิงทดลองหลังจากการค้นพบการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์โดย M. Laue (1912) คำอธิบายของเอฟเฟกต์การเลี้ยวเบนนั้นเกือบจะใกล้เคียงกับจุดเริ่มต้นของการพัฒนาแบบจำลองไอออนิกในงานของ R. Kossel และ M. Born ต่อมาเกิดการเลี้ยวเบนของอิเล็กตรอน นิวตรอน และอื่นๆ อนุภาคมูลฐานซึ่งทำหน้าที่เป็นพื้นฐานสำหรับการพัฒนาซีรีส์ วิธีการที่ทันสมัยการวิเคราะห์โครงสร้าง (เอ็กซ์เรย์ นิวตรอน การเลี้ยวเบนของอิเล็กตรอน ฯลฯ) แนวคิดเรื่องรัศมีมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาแนวคิดเรื่องพลังงานขัดแตะ ทฤษฎีการบรรจุที่ใกล้เคียงที่สุด และมีส่วนทำให้เกิดการเกิดขึ้นของกฎแมกนัส-โกลด์ชมิดต์ กฎไอโซมอร์ฟิซึมของโกลด์ชมิดต์-เฟอร์สแมน เป็นต้น

ย้อนกลับไปในช่วงต้นทศวรรษ 1920 ยอมรับสัจพจน์สองประการ: ความสามารถในการถ่ายโอนไอออนจากโครงสร้างหนึ่งไปยังอีกโครงสร้างหนึ่งและความคงตัวของขนาดของพวกมัน ดูเหมือนค่อนข้างสมเหตุสมผลที่จะใช้รัศมีระหว่างนิวเคลียร์ที่สั้นที่สุดครึ่งหนึ่งในโลหะ (Bragg, 1920) ต่อมาไม่นาน (Huggins, Slater) ก็มีการค้นพบความสัมพันธ์ระหว่าง รัศมีอะตอมและระยะทางถึงความหนาแน่นสูงสุดของอิเล็กตรอนของเวเลนซ์อิเล็กตรอนของอะตอมที่เกี่ยวข้อง

ปัญหา รัศมีไอออนิก (ใช่แล้ว) ค่อนข้างซับซ้อนกว่า ในผลึกไอออนิกและโควาเลนต์ ตามการวิเคราะห์การเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ จะสังเกตเห็นสิ่งต่อไปนี้: (1) การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในความหนาแน่นที่ทับซ้อนกันไปสู่อะตอมที่มีอิเล็กโตรเนกาติตีมากขึ้น เช่นเดียวกับ (2) ความหนาแน่นของอิเล็กตรอนขั้นต่ำบนเส้นพันธะ ( เปลือกอิเล็กตรอนของไอออนในระยะใกล้ควรผลักกัน) ค่าต่ำสุดนี้สามารถสันนิษฐานได้ว่าเป็นพื้นที่สัมผัสระหว่างไอออนแต่ละตัวซึ่งสามารถวัดรัศมีได้ อย่างไรก็ตาม จากข้อมูลโครงสร้างระยะทางระหว่างนิวเคลียร์ เป็นไปไม่ได้ที่จะหาวิธีระบุการมีส่วนร่วมของไอออนแต่ละตัว และด้วยเหตุนี้ จึงมีวิธีคำนวณรัศมีไอออนิกด้วย ในการดำเนินการนี้ คุณต้องระบุรัศมีของไอออนหนึ่งหรืออัตราส่วนของรัศมีไอออนเป็นอย่างน้อย ดังนั้นแล้วในช่วงปี ค.ศ. 1920 มีการเสนอเกณฑ์จำนวนหนึ่งสำหรับคำจำกัดความดังกล่าว (Lande, Pauling, Goldschmidt ฯลฯ) และสร้างขึ้น ระบบที่แตกต่างกันรัศมีไอออนิกและอะตอม (Arens, Goldschmidt, Bokiy, Zachariazen, Pauling) (ในแหล่งข้อมูลภายในประเทศ มีการอธิบายปัญหาโดยละเอียดโดย V.I. Lebedev, V.S. Urusov และ B.K. Weinstein)

ในปัจจุบัน ระบบรัศมีไอออนิกแชนนอนและพรูอิตต์ถือว่าน่าเชื่อถือที่สุด โดยรัศมีไอออนิก F“(r f0W F" = 1.19 A) และ O 2_ (r f0W O 2- = 1.26 A) ถูกนำมาใช้เป็นค่าเริ่มต้น หนึ่ง (ในเอกสารของ B.K. Weinstein (สิ่งเหล่านี้เรียกว่าทางกายภาพ) ได้รับชุดค่ารัศมีสำหรับองค์ประกอบทั้งหมด ตารางธาตุสำหรับสถานะออกซิเดชันและ CN ต่างๆ รวมถึงไอออนของโลหะทรานซิชันและสำหรับสถานะการหมุนต่างๆ (ค่าของรัศมีไอออนิกขององค์ประกอบการเปลี่ยนแปลงสำหรับ CN 6 แสดงไว้ในตาราง 3.1) ระบบนี้ให้ความแม่นยำในการคำนวณระยะทางระหว่างนิวเคลียร์ในสารประกอบไอออนิกส่วนใหญ่ (ฟลูออไรด์และเกลือของออกซิเจน) ที่ระดับ 0.01 A และช่วยให้สามารถประมาณรัศมีของไอออนที่ไม่มีข้อมูลเชิงโครงสร้างได้อย่างสมเหตุสมผล ดังนั้นจากข้อมูลของแชนนอน - พรูอิทในปี 2531 จึงคำนวณรัศมีของไอออนที่ไม่รู้จักในขณะนั้น ง- โลหะทรานซิชันในสถานะออกซิเดชันสูง ซึ่งสอดคล้องกับข้อมูลการทดลองที่ตามมา

ตารางที่ 3.1

รัศมีไอออนิกบางส่วน r (อ้างอิงจากแชนนอนและพรูอิตต์) ขององค์ประกอบการเปลี่ยนแปลง (CN 6)

0.7 5 แอลเอส

ท้ายตาราง. 3.1

							0.75 ลิตร

ซีซี 4 - ขซีซี 2; LS-สถานะการหมุนต่ำ เอช.เอส.- สถานะการหมุนสูง

คุณสมบัติที่สำคัญของรัศมีไอออนิกคือจะแตกต่างกันประมาณ 20% เมื่อ CN เปลี่ยนแปลงไป 2 หน่วย การเปลี่ยนแปลงเดียวกันโดยประมาณเกิดขึ้นเมื่อสถานะออกซิเดชันเปลี่ยนแปลงไปสองหน่วย สปินครอสโอเวอร์

ตัวอย่างการเปลี่ยนแปลงทรัพย์สินเป็นระยะ

เนื่องจาก กลศาสตร์ควอนตัมห้ามการกำหนดพิกัดอนุภาคที่แน่นอน แนวคิดของ "รัศมีอะตอม" และ "รัศมีไอออน" นั้นสัมพันธ์กัน รัศมีอะตอมแบ่งออกเป็นรัศมีของอะตอมโลหะ รัศมีโควาเลนต์ของอะตอมที่ไม่ใช่โลหะ และรัศมีของอะตอมก๊าซมีตระกูล ถูกกำหนดให้เป็นระยะห่างครึ่งหนึ่งระหว่างชั้นของอะตอมในผลึกที่สอดคล้องกัน สารง่ายๆ(รูปที่ 2.1) โดยวิธีเอ็กซ์เรย์หรือการเลี้ยวเบนของนิวตรอน

ข้าว. 2.1. ถึงนิยามแนวคิด “รัศมีอะตอม”

โดยทั่วไป รัศมีของอะตอมไม่เพียงแต่ขึ้นอยู่กับลักษณะของอะตอมเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับลักษณะนิสัยด้วย พันธะเคมีระหว่างพวกเขา สถานะของการรวมตัวอุณหภูมิ และปัจจัยอื่นๆ อีกหลายประการ เหตุการณ์นี้บ่งบอกถึงทฤษฎีสัมพัทธภาพของแนวคิดเรื่อง "รัศมีอะตอม" อีกครั้ง อะตอมไม่ใช่ลูกบอลน้ำแข็งที่ไม่สามารถอัดตัวและนิ่งได้ พวกมันมักจะมีส่วนร่วมในการหมุนและ การเคลื่อนไหวแบบสั่น- ในตาราง 2.1 และ 2.2 แสดงค่ารัศมีของอะตอมของโลหะบางชนิดและรัศมีโควาเลนต์ของอะตอมของอโลหะ

ตารางที่ 2.1

รัศมีอะตอมของโลหะบางชนิด

โลหะ	ร เอ , บ่ายโมง	โลหะ	ร เอ , บ่ายโมง
หลี่		รบี
เป็น		ซีเนียร์
นา		ย
มก		ซ.ร
อัล		ไม่มี
เค		โม
แคลิฟอร์เนีย		ทีซี
วท		รุ
ติ		ร
วี		ป.ล
Cr		อจ
หมู่		ซีดี
เฟ		ใน
บริษัท		คส
นิ		บ
ลูกบาศ์ก		ลา
สังกะสี		ฮฟ

ตารางที่ 2.2

รัศมีโควาเลนต์ของอะตอมอโลหะ

รัศมีของอะตอมก๊าซมีตระกูลมีขนาดใหญ่กว่ารัศมีของอะตอมที่ไม่ใช่โลหะในช่วงเวลาที่สอดคล้องกันอย่างมีนัยสำคัญ (ตารางที่ 2.2) เนื่องจากในผลึกก๊าซมีตระกูลปฏิกิริยาระหว่างอะตอมจะอ่อนแอมาก

แก๊สเฮเนอาร์โครเซ

รา , rm 122 160 191 201 220

แน่นอนว่าสเกลของรัศมีไอออนิกไม่สามารถยึดตามหลักการเดียวกันกับสเกลของรัศมีอะตอมได้ ยิ่งไปกว่านั้น พูดอย่างเคร่งครัด ไม่สามารถกำหนดลักษณะเฉพาะของไอออนแต่ละตัวได้อย่างเป็นกลาง ดังนั้นจึงมีรัศมีไอออนิกหลายระดับ ซึ่งทั้งหมดมีความสัมพันธ์กัน นั่นคือ สร้างขึ้นบนพื้นฐานของสมมติฐานบางประการ รัศมีไอออนิกสมัยใหม่นั้นตั้งอยู่บนสมมติฐานที่ว่าขอบเขตระหว่างไอออนคือจุดที่มีความหนาแน่นของอิเล็กตรอนขั้นต่ำบนเส้นที่เชื่อมศูนย์กลางของไอออน ในตาราง ตารางที่ 2.3 แสดงรัศมีของไอออนบางตัว

ตารางที่ 2.3

รัศมีของไอออนบางชนิด

ไอออน	บ่ายโมงนะ	ไอออน	เหมือนกัน บ่ายโมง
ลี+		ม.2+
เป็น 2+		มิน4+
บี3+		เอ็ม 7+
ซี 4+		เฟ 2+
เอ็น 5+		เฟ 3+
O2–		โค2+
เอฟ –		โค 3+
นา+		นิ2+
มก. 2+		ซียู+
อัล 3+		คิว 2+
ศรี 4+		บ –
ป5+		โม 6+
ส 2–		ทีซี7+
ซีแอล –		เอจี+
คลาส 5+		ฉัน -
คลาส 7+		ซี 3+
Cr6+		ครั้งที่ 3+
		ลู 3+

กฎคาบจะนำไปสู่รูปแบบการเปลี่ยนแปลงในรัศมีอะตอมและไอออนิกดังต่อไปนี้

1) ในช่วงเวลาจากซ้ายไปขวาโดยทั่วไปรัศมีของอะตอมจะลดลงแม้ว่าจะไม่สม่ำเสมอ แต่ในตอนท้ายรัศมีจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วสำหรับอะตอมของก๊าซมีตระกูล

2) ในกลุ่มย่อยจากบนลงล่างรัศมีของอะตอมจะเพิ่มขึ้น: สำคัญกว่าในกลุ่มย่อยหลักและมีนัยสำคัญน้อยกว่าในกลุ่มรอง รูปแบบเหล่านี้อธิบายได้ง่ายจากมุมมอง โครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์อะตอม. ในช่วงหนึ่ง ระหว่างการเปลี่ยนจากองค์ประกอบก่อนหน้าไปยังองค์ประกอบถัดไป อิเล็กตรอนจะไปยังชั้นเดียวกันและแม้กระทั่งไปยังเปลือกเดียวกัน ประจุที่เพิ่มขึ้นของนิวเคลียสนำไปสู่การดึงดูดอิเล็กตรอนไปยังนิวเคลียสมากขึ้น ซึ่งไม่ได้รับการชดเชยโดยการผลักกันของอิเล็กตรอนร่วมกัน ในกลุ่มย่อย การเพิ่มขึ้นของจำนวนชั้นอิเล็กทรอนิกส์และการป้องกันแรงดึงดูดของนิวเคลียส อิเล็กตรอนชั้นนอกชั้นลึกทำให้รัศมีของอะตอมเพิ่มขึ้น

3) รัศมีของแคตไอออนจะน้อยกว่ารัศมีของอะตอมและลดลงตามประจุของแคตไอออนที่เพิ่มขึ้น เช่น

4) รัศมีของไอออนมากกว่ารัศมีของอะตอม เช่น

5) ในช่วงเวลา รัศมีของไอออนขององค์ประกอบ d ที่มีประจุเดียวกันจะค่อยๆ ลดลง นี่คือสิ่งที่เรียกว่า d-compression ตัวอย่างเช่น:

6) ปรากฏการณ์ที่คล้ายกันนี้เกิดขึ้นสำหรับไอออนขององค์ประกอบ f - ในระหว่างคาบ รัศมีของไอออนขององค์ประกอบ f ที่มีประจุเดียวกันจะค่อยๆ ลดลง นี่คือสิ่งที่เรียกว่าการบีบอัด f ตัวอย่างเช่น:

7) รัศมีของไอออนประเภทเดียวกัน (ซึ่งมีอิเล็กตรอน "มงกุฎ" คล้ายกัน) ค่อยๆ เพิ่มขึ้นในกลุ่มย่อย เช่น

8) ถ้ามีไอออนต่างกัน หมายเลขเดียวกันอิเล็กตรอน (เรียกว่าไอโซอิเล็กทรอนิกส์) จากนั้นขนาดของไอออนดังกล่าวจะถูกกำหนดตามธรรมชาติโดยประจุของนิวเคลียสไอออน ไอออนที่เล็กที่สุดจะเป็นไอออนที่มีประจุนิวเคลียร์สูงที่สุด ตัวอย่างเช่น Cl –, S 2–, K +, Ca 2+ ไอออนมีจำนวนอิเล็กตรอนเท่ากัน (18) สิ่งเหล่านี้คือไอออนแบบไอโซอิเล็กทรอนิกส์ ที่เล็กที่สุดจะเป็นแคลเซียมไอออน เนื่องจากมีประจุนิวเคลียร์ที่ใหญ่ที่สุด (+20) และที่ใหญ่ที่สุดคือไอออน S 2– ซึ่งมีประจุนิวเคลียร์น้อยที่สุด (+16) ดังนั้น จึงเกิดรูปแบบต่อไปนี้: รัศมีของไอออนไอโซอิเล็กทรอนิกส์จะลดลงเมื่อประจุไอออนเพิ่มขึ้น

ความแข็งแรงสัมพัทธ์ของกรดและเบส (แผนภาพ Kossel)

กรดและเบสออกซิเจนทั้งหมดมีชิ้นส่วน E n+ – O 2– – H + ในโมเลกุล เป็นที่ทราบกันดีว่าการแยกตัวของสารประกอบตามประเภทที่เป็นกรดหรือพื้นฐานนั้นสัมพันธ์กับระดับของการเกิดออกซิเดชัน (โดยเคร่งครัดกว่านั้นคือกับความจุ) ของอะตอมของธาตุ ให้เราสมมติว่าพันธะในส่วนนี้เป็นไอออนิกล้วนๆ นี่เป็นการประมาณคร่าวๆ เนื่องจากเมื่อความจุของอะตอมเพิ่มขึ้น ขั้วของพันธะก็จะอ่อนตัวลงอย่างมาก (ดูบทที่ 3)

ในชิ้นส่วนแข็งนี้ ซึ่งถูกตัดจากกรดออกซิเจนหรือโมเลกุลเบส บริเวณที่เกิดพันธะแตกแยกและการแยกตัวตามลำดับ โดยการปล่อยโปรตอนหรือไฮดรอกซิลไอออน จะถูกกำหนดโดยขนาดของอันตรกิริยาระหว่าง E n + และ O 2– ไอออน ยิ่งอันตรกิริยานี้รุนแรงขึ้น และจะเพิ่มขึ้นตามการเพิ่มขึ้นของประจุของไอออน (สถานะออกซิเดชัน) และรัศมีที่ลดลง โอกาสที่พันธะ O–H และการแยกตัวออกจากกันของกรดจะมีโอกาสมากขึ้น ดังนั้น, ความแข็งแรงของกรดออกซิเจนจะเพิ่มขึ้นเมื่อสถานะออกซิเดชันของอะตอมของธาตุเพิ่มขึ้นและรัศมีของไอออนลดลง .

โปรดสังเกตว่าตรงนี้และด้านล่าง อิเล็กโทรไลต์ที่แรงกว่าของทั้งสองคืออิเล็กโทรไลต์ซึ่งมีระดับการแยกตัวออกจากกันที่ความเข้มข้นโมลเท่ากันในสารละลาย เราเน้นย้ำว่าในรูปแบบ Kossel มีการวิเคราะห์ปัจจัยสองประการ - สถานะออกซิเดชัน (ประจุไอออน) และรัศมีไอออน

ตัวอย่างเช่นมีความจำเป็นต้องค้นหาว่ากรดใดในสองกรดนั้นแข็งแกร่งกว่า - ซีลีนิก H 2 SeO 4 หรือซีลีนัส H 2 SeO 3 . ใน H 2 SeO 4 สถานะออกซิเดชันของอะตอมซีลีเนียม (+6) จะสูงกว่าในกรดซีลีนัส (+4) ในเวลาเดียวกัน รัศมีของไอออน Se 6+ จะน้อยกว่ารัศมีของไอออน Se 4+ ส่งผลให้ทั้งสองปัจจัยแสดงให้เห็นว่า กรดเซลินิกแข็งแกร่งกว่าซีลีเนียม

อีกตัวอย่างหนึ่งคือกรดแมงกานีส (HMnO 4) และกรดรีเนียม (HReO 4) สถานะออกซิเดชันของอะตอม Mn และ Re ในสารประกอบเหล่านี้เท่ากัน (+7) ดังนั้นจึงควรเปรียบเทียบรัศมีของไอออน Mn 7+ และ Re 7+ เนื่องจากรัศมีของไอออนประเภทเดียวกันในกลุ่มย่อยเพิ่มขึ้น เราจึงสรุปได้ว่ารัศมีของไอออน Mn 7+ นั้นน้อยลง ซึ่งหมายความว่ากรดแมงกานีสจะแข็งแกร่งขึ้น

สถานการณ์ที่มีเหตุจะตรงกันข้าม ความแข็งแรงของฐานจะเพิ่มขึ้นเมื่อสถานะออกซิเดชันของอะตอมของธาตุลดลงและรัศมีของไอออนเพิ่มขึ้น - ดังนั้น หากองค์ประกอบเดียวกันสร้างฐานต่างกัน เช่น EON และ E(OH) 3 ดังนั้น องค์ประกอบที่สองจะอ่อนกว่าองค์ประกอบแรก เนื่องจากสถานะออกซิเดชันในกรณีแรกจะต่ำกว่า และรัศมีของ E + ไอออนมีค่ามากกว่ารัศมีของไอออน E 3+ ในกลุ่มย่อยความแข็งแกร่งของฐานที่คล้ายกันจะเพิ่มขึ้น ยกตัวอย่างมากที่สุด รากฐานที่แข็งแกร่งของไฮดรอกไซด์โลหะอัลคาไลจะเป็น FrOH และจุดอ่อนที่สุดคือ LiOH ให้เราย้ำอีกครั้งว่าเรากำลังพูดถึงการเปรียบเทียบระดับการแยกตัวของอิเล็กโทรไลต์ที่เกี่ยวข้อง และไม่เกี่ยวข้องกับปัญหาของความแข็งแรงสัมบูรณ์ของอิเล็กโทรไลต์

เราใช้แนวทางเดียวกันเมื่อพิจารณาถึงความแรงสัมพัทธ์ของกรดที่ปราศจากออกซิเจน เราแทนที่ชิ้นส่วน E n– – H + ที่มีอยู่ในโมเลกุลของสารประกอบเหล่านี้ด้วยพันธะไอออนิก:

แน่นอนว่าความแรงของอันตรกิริยาระหว่างไอออนเหล่านี้จะถูกกำหนดโดยประจุของไอออน (สถานะออกซิเดชันของอะตอมของธาตุ) และรัศมีของมัน เมื่อคำนึงถึงกฎของคูลอมบ์แล้ว เราก็เข้าใจสิ่งนั้น ความแข็งแรงของกรดปราศจากออกซิเจนจะเพิ่มขึ้นเมื่อสถานะออกซิเดชันของอะตอมของธาตุลดลงและรัศมีของไอออนเพิ่มขึ้น .

ความแข็งแรงของกรดไร้ออกซิเจนในสารละลายจะเพิ่มขึ้นในกลุ่มย่อย เช่น กรดไฮโดรฮาลิก เนื่องจากในระดับการออกซิเดชันที่เท่ากันของอะตอมขององค์ประกอบ รัศมีของไอออนจึงเพิ่มขึ้น

รัศมีไอออนิก- ค่าเป็น Å ที่แสดงลักษณะของไอออนบวกและไอออนไอออน ขนาดคุณลักษณะของไอออนทรงกลม ใช้ในการคำนวณระยะห่างระหว่างอะตอมในสารประกอบไอออนิก แนวคิดเรื่องรัศมีไอออนิกตั้งอยู่บนสมมติฐานที่ว่าขนาดของไอออนไม่ได้ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของโมเลกุลที่พบไอออนเหล่านั้น มันได้รับอิทธิพลจากปริมาณ เปลือกอิเล็กทรอนิกส์และความหนาแน่นของการอัดแน่นของอะตอมและไอออนในโครงตาข่ายคริสตัล

ขนาดของไอออนขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย เมื่อมีประจุไอออนคงที่ เมื่อเลขอะตอม (และประจุนิวเคลียสด้วย) เพิ่มขึ้น รัศมีไอออนก็จะลดลง สิ่งนี้สังเกตได้ชัดเจนเป็นพิเศษในชุดแลนทาไนด์ โดยที่รัศมีไอออนิกจะเปลี่ยนจาก 117 น. สำหรับ (La3+) เป็น 220 น. (Lu3+) ที่หมายเลขประสานงานที่ 6 ผลกระทบนี้เรียกว่าการหดตัวของแลนทาไนด์

ในกลุ่มของธาตุ โดยทั่วไปรัศมีไอออนจะเพิ่มขึ้นตามเลขอะตอมที่เพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม สำหรับองค์ประกอบ d ของคาบที่สี่และห้า เนื่องจากการบีบอัดแลนทาไนด์ รัศมีไอออนิกก็อาจลดลงได้ (ตัวอย่างเช่น จาก 19.00 น. สำหรับ Zr4+ ถึง 19.00 น. สำหรับ Hf4+ ด้วยหมายเลขโคออร์ดิเนตเป็น 4)

ในช่วงเวลาดังกล่าว รัศมีไอออนิกลดลงอย่างเห็นได้ชัด ซึ่งสัมพันธ์กับการเพิ่มขึ้นของแรงดึงดูดของอิเล็กตรอนต่อนิวเคลียสพร้อมกับการเพิ่มขึ้นพร้อมกันในประจุของนิวเคลียสและประจุของไอออนเอง: 116 น. สำหรับ Na+, 86 pm สำหรับ Mg2+, 68 pm สำหรับ Al3+ (หมายเลขประสานงาน 6) ด้วยเหตุผลเดียวกัน การเพิ่มขึ้นของประจุไอออนทำให้รัศมีไอออนิกลดลงสำหรับองค์ประกอบหนึ่ง: Fe2+ 77 pm, Fe3+ 63 pm, Fe6+ 39 pm (หมายเลขประสานงาน 4)

การเปรียบเทียบรัศมีไอออนิกสามารถทำได้เมื่อเลขโคออร์ดิออนเท่ากันเท่านั้น เนื่องจากจะส่งผลต่อขนาดของไอออนเนื่องจากแรงผลักกันระหว่างประจุ สิ่งนี้เห็นได้ชัดเจนในตัวอย่างของ Ag+ ไอออน; รัศมีไอออนิกคือ 81, 114 และ 129 น. สำหรับหมายเลขประสานงาน 2, 4 และ 6 ตามลำดับ
โครงสร้างของสารประกอบไอออนิกในอุดมคติ ซึ่งกำหนดโดยการดึงดูดสูงสุดระหว่างไอออนที่ต่างกันกับแรงผลักขั้นต่ำของไอออนที่คล้ายกัน ส่วนใหญ่ถูกกำหนดโดยอัตราส่วนของรัศมีไอออนิกของแคตไอออนและแอนไอออน ซึ่งสามารถแสดงได้ด้วยโครงสร้างทางเรขาคณิตอย่างง่าย

รัศมีไอออนิกขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย เช่น ประจุและขนาดของนิวเคลียส จำนวนอิเล็กตรอนในเปลือกอิเล็กตรอน และความหนาแน่นเนื่องจากอันตรกิริยาของคูลอมบ์ ตั้งแต่ปี ค.ศ. 1923 แนวคิดนี้ถูกเข้าใจว่าเป็นรัศมีไอออนิกที่มีประสิทธิผล Goldschmidt, Arens, Bokiy และคนอื่น ๆ ได้สร้างระบบรัศมีไอออนิก แต่พวกมันล้วนมีคุณภาพเหมือนกัน กล่าวคือ ตามกฎแล้วแคตไอออนในพวกมันจะเล็กกว่าแอนไอออนมาก (ยกเว้น Rb +, Cs +, Ba 2 + และ Ra 2+ สัมพันธ์กับ O 2- และ F-) รัศมีเริ่มต้นในระบบส่วนใหญ่คือ K + = 1.33 Å รัศมีอื่นๆ ทั้งหมดคำนวณจากระยะห่างระหว่างอะตอมในสารประกอบเฮเทอโรอะตอม ซึ่งถือว่าเป็นไอออนิกตามประเภททางเคมี การสื่อสาร ในปี 1965 ในสหรัฐอเมริกา (Waber, Grower) และในปี 1966 ในสหภาพโซเวียต (Bratsev) ผลลัพธ์ของการคำนวณเชิงกลควอนตัมของขนาดไอออนได้รับการตีพิมพ์ แสดงให้เห็นว่าแคตไอออนมีขนาดเล็กกว่าอะตอมที่เกี่ยวข้องอย่างแน่นอน และแอนไอออนแทบไม่มีเลย มีขนาดแตกต่างจากอะตอมที่เกี่ยวข้อง ผลลัพธ์นี้สอดคล้องกับกฎของโครงสร้างของเปลือกอิเล็กตรอน และแสดงให้เห็นความเข้าใจผิดของสมมติฐานเริ่มต้นที่นำมาใช้เมื่อคำนวณรัศมีไอออนิกที่มีประสิทธิผล รัศมีไอออนิกในวงโคจรไม่เหมาะสำหรับการประมาณระยะทางระหว่างอะตอม ระยะหลังจะคำนวณตามระบบรัศมีไอออนิก-อะตอม