Размер атомного ядра

Если два одинаково заряженных иона расположить почти рядом друг от другом то между ними появляется отталкивающая сила которая постепенно будет увеличиваться при уменьшении расстояния между этими ионами. Так вот между центрами этих ионов существует минимальное расстояние при котором отталкивающая сила только появляется и поэтому вокруг каждого иона получается как бы упаковка из несжимаемой сферы.

Размер атомного ядра очень важен при замене одного ядра другим
Заряд размер и масса атомного ядра влияет на взаимозаменяемость

Радиус такой упаковки зависит от размера, состава и заряда атомного ядра. Маленький радиус упаковки бывает у ионов с положительным зарядом так называемых катионов у следующих химических элементов  Si4+, Al3+, Fe2+. Большой радиус упаковки бывает у ионов с отрицательным зарядом так называемых анионов у следующих химических элементов F1-,  О2-. Например у флюорита центральный ион Са2+ окружён кубической группой состоящей из 8 крупных ионов F1-, и такое расположение прослеживается по всему кристаллу.
Катион не большого размера могут окружать шесть анионов и образовывают октаэдр, а катион ещё меньшего размера могут окружать только 4 аниона и образовывают тетраэдр. Например у силикатов маленький ион Si4+ размещается внутрь тетраэдра вершинами которого являются ионы О2-. В таких структурах возможность изоморфного замещения определяется радиусом иона замещающего элемента. В большинстве силикатов ионы А13+ замещают некоторые ионы Si1+ расположенных внутри кислородных тетраэдров. При этом изменение электростатического заряда будет компенсироваться перемещением в других частях структуры кристалла. Например в плагиоклазах ионы Са2+ частенько частично замещают ионы Na1+.
Имея представление о заменяемости некоторых ионов у которых одинаковые атомные размеры можно понять почему некоторые минералы имеют примеси других минералов. Представление структуры кристалла в виде упаковок из сфер, даже если в этой структуре действует не ионные связи, поможет определить радиус в симметричных структурах с металлической или гомеополярной связью. Этот радиус равен половине расстояния между центрами одинаково заряженных атомов.