El radio iónico es el radio que tiene un átomo cuando ha perdido o ganado electrones, adquiriendo la estructura electrónica del gas noble más cercano. El radio iónico es, al igual que el radio atómico, la distancia entre el centro del núcleo del átomo y el electrón estable más alejado del mismo, pero haciendo referencia no al átomo, sino al ion. Éste va aumentando en la tabla de derecha a izquierda por los periodos y de arriba hacia abajo por los grupos.  

Podemos considerar dos casos:

1. Que el elemento gane electrones.

El electrón o electrones ganados se colocan en los orbitales vacíos, transformando el átomo en un anión. La ganancia de electrones por un átomo no metálico aislado es acompañada por un aumento de tamaño.

Por ejemplo los halógenos, situados en el grupo 17, presentan una configuración electrónica en su último nivel, igual a ns2p5 , por tanto pueden acercar un electrón a su último nivel para adquirir la configuración electrónica de un gas noble, ns2p6 con lo que el elemento gana estabilidad y se transforma en un anión (ion con carga negativa).

Al comparar el valor del radio atómico de cualquier elemento con el de su anión, éste es siempre mayor, debido a que la carga nuclear es constante en ambos casos, mientras que al aumentar el número de electrones en la capa mas externa, también aumenta la repulsión entre los mismos aumentando de tamaño el orbital correspondiente y por tanto también su radio iónico.

2. Que el elemento pierda electrones.

Generalmente se pierden los electrones de valencia y el elemento se transforma en un catión. La pérdida de electrones por un átomo metálico aislado implica una disminución de su tamaño.

Por ejemplo, los metales alcalinotérreos (grupo 2) presentan una configuración electrónica en su último nivel igual a ns2. Cuando pierden estos dos electrones externos adquieren la configuración electrónica del gas noble que les precede en la tabla periódica, aumentando su estabilidad y tranformándose en un catión con dos cargas positivas.

El valor del radio atómico del elemento es siempre mayor que el del correspondiente catión, ya que éste ha perdido todos los electrones de su capa de valencia y su radio efectivo es ahora el del orbital n-1, que es menor.

Podemos generalizar diciendo que los iones cargados negativamente (aniones) son siempre mayores que sus correspondientes átomos neutros, aumentando su tamaño con la carga negativa; los iones positivos (cationes), sin embargo, son siempre menores que los átomos de los que derivan, disminuyendo su tamaño al aumentar al carga positiva.

Entre los iones con igual número de electrones (isoelectrónicos) tiene mayor radio el de menor número atómico, pues la fuerza atractiva del núcleo es menor al ser menor su carga.

Átomo de comparación de tamaño

Los átomos son pequeños. Por eso no puedes verlos a simple vista. Para ello se necesita un microscopio especial, el llamado microscopio electrónico . Pero incluso así no se pueden ver los átomos, sólo sus contornos. 

Para comparar para usted:

• Un átomo tiene un diámetro aproximado de 10 -10 metros o 0,1 nanómetros.

• El núcleo atómico es aún más pequeño. El diámetro del núcleo es de 10 a 15 metros. 

• Una célula humana mide aproximadamente 25 micrómetros, es decir, 2,5 • 10 -5 metros. 

La energía de ionización (Ei) es la energía necesaria para separar un electrón en su estado fundamental de un átomo de un elemento en estado gaseoso.1​ La reacción puede expresarse de la siguiente forma:

Esta energía corresponde a la primera ionización. La segunda energía de ionización representa la energía precisa para sustraer el segundo electrón; esta segunda energía de ionización es siempre mayor que la primera, pues el volumen de un ion positivo es menor que el del átomo y la fuerza electrostática atractiva que soporta este segundo electrón es mayor en el ion positivo que en el átomo, ya que se conserva la misma carga nuclear.