Le rayon atomique est la distance entre le noyau et la couche électronique la plus externe d'un atome. Il diminue généralement sur une période (ligne) du tableau périodique de gauche à droite et augmente d'un groupe (colonne). En effet, la charge nucléaire effective (la charge positive nette subie par les électrons) augmente sur une période et diminue au fil du groupe. Plus la charge nucléaire effective est forte, plus les électrons sont attirés vers le noyau et plus le rayon atomique est petit.
Dans le cas du carbone et de l’oxygène, l’oxygène a un rayon atomique plus grand car son noyau contient plus de protons (8 protons) que le carbone (6 protons). L’augmentation du nombre de protons dans l’oxygène se traduit par une charge nucléaire efficace plus forte, qui attire plus étroitement les électrons et réduit le rayon atomique.