원자 반지름(atomic radius)은 원자의 크기를 측정하는 데 사용되는 물리적인 척도 중 하나로, 원자핵 중심으로부터 가장 바깥쪽 전자껍질까지의 평균 거리로 정의된다. 원자 반지름을 직접적으로 측정하는 것은 어려우며, 원자들 간의 결합 길이 등을 바탕으로 간접적으로 계산된다. 주기율표에서 원자 반지름은 특정 규칙을 따르며 변한다.

일반적으로, 원자 반지름은 같은 주기 내에서 왼쪽에서 오른쪽으로 이동할수록 감소한다. 이는 원자번호가 증가함에 따라 양성자 수가 늘어나고, 그로 인해 핵 전하가 커지면서 전자를 더 강하게 끌어당기기 때문이다. 반면, 같은 족에서는 위에서 아래로 내려갈수록 원자 반지름이 증가한다. 이는 전자껍질의 수가 늘어나면서 전자 간의 반발력이 증가하고, 전자가 더 멀리 위치하기 때문이다.

원자 반지름은 다양한 방식으로 정의될 수 있다. 금속 원자의 경우, 금속 결합 반지름(metallic radius)이라는 개념이 사용되며, 이는 금속 원자들이 결합할 때의 핵 간 거리의 절반이다. 분자 내에서 원자의 크기를 의미하는 공유 결합 반지름(covalent radius)도 있으며, 이는 두 원자가 공유 결합을 형성할 때의 두 원자핵 간 거리의 절반이다. 이외에도 반데르발스 반지름(van der Waals radius)이 있는데, 이는 비공유 결합 상태에서 가장 가까운 원자들 간의 거리의 절반을 의미한다.

원자 반지름은 화학적 반응성과 물질의 물리적 속성에 많은 영향을 미친다. 예를 들어, 원자 반지름이 작은 원소들은 보다 강한 결합을 형성할 수 있으며, 이로 인해 특정 화합물에서의 반응성도 달라진다. 원자 반지름은 나노 소재, 반도체 및 제어된 화학 반응 연구 등 다양한 과학 및 공학 분야에서 중요한 역할을 한다.