Rayons d'un atome et de ses ions

Pour un même élément, la règle du cours suffit : $r(\mathrm{Na}{}^{+})<r(\mathrm{Na})$ (le cation a perdu sa couche externe $3s$) et $r(\mathrm{Cl})<r(\mathrm{Cl}{}^{-})$ (l'électron ajouté accroît la répulsion à charge nucléaire égale). Avec les valeurs :

$$r(\mathrm{Cl})=99<r(\mathrm{Na}{}^{+})=102<r(\mathrm{Cl}{}^{-})=181<r(\mathrm{Na})=186\mathrm{pm}.$$

Point délicat : on compare ici des rayons de types différents (covalent, ionique, métallique), définis par des mesures différentes. L'écart de $3\mathrm{pm}$ entre $\mathrm{Cl}$ et $\mathrm{Na}{}^{+}$, ou de $5\mathrm{pm}$ entre $\mathrm{Cl}{}^{-}$ et $\mathrm{Na}$, ne permet aucune conclusion physique. Sont robustes : cation $<$ atome $<$ anion pour un même élément, et $r(\mathrm{Na}{}^{+})<r(\mathrm{Cl}{}^{-})$ (deux couches électroniques contre trois).