Promienie atomowe atomów zwiększają się wraz z przemieszczaniem się rodziny w układzie okresowym ze względu na zwiększoną liczbę powłok elektronowych. Każda dodatkowa powłoka dodaje warstwę, która zakłóca przyciąganie między protonami w jądro i elektrony w powłokach, które przyciągają atom.
Elementy w kolumnie lub rodzinie na układzie okresowym pierwiastków zawierają podobne właściwości, w tym dokładnie tę samą całkowitą liczbę elektronów walencyjnych, które są elektronami znalezionymi w najbardziej zewnętrznej powłoce elektronowej atomu. Negatywnie naładowane elektrony walencyjne są najbardziej reaktywnymi i łatwo przyciągającymi się elektronami zarówno do dodatnio naładowanych protonów w jądrze, jak i zewnętrznych sił przyciągania.
Im większa jest liczba wypełnionych powłok elektronowych pomiędzy protonami i elektronami walencyjnymi, tym słabsze siły przyciągania są między nimi. Efektywny ładunek jądrowy protonów dodatnich zwiększa z kolei promień atomowy i ogólną wielkość atomu. Ponieważ liczba wypełnionych skorup elektronowych wzrasta podczas podróży z góry na dół rodziny pierwiastków w układzie okresowym, promieniowanie atomowe ma tendencję malejącą. Zjawisko to wiąże się z innymi właściwościami, takimi jak elektroujemność, która doświadcza podobnego trendu w rodzinach okresowych i jest określana przez te same siły.
