* 核電荷: 炭素は、ゲルマニウム(32個の陽子)と比較して、核電荷(6個の陽子)が少ない。ゲルマニウムの核電荷の増加は、電子をより強く引き付け、それらを核に近づけ、原子を小さくします。
* 電子シェルの数: 炭素には電子シェルが2つしかありませんが、ゲルマニウムには4つの電子シェルがあります。ゲルマニウムの余分な電子シェルは、原子を大きくします。
* 効果的な核電荷: 炭素の中で最も外側の電子が経験する有効な核電荷は、ゲルマニウムよりも高くなっています。これは、ゲルマニウムの内側の電子が完全な核電荷から外側の電子を保護し、引力をより弱くし、原子を大きくするためです。
* シールド効果: ゲルマニウムの内側の電子は、炭素と比較して核電荷から外側の電子を保護するのに効果的です。これにより、核と外側の電子の間の引力がさらに弱まり、原子サイズが増加します。
要約すると、炭素のサイズが小さいことは、陽子の数、電子シェルの数、および内側の電子のシールド効果に関連する因子の組み合わせの結果です。これらの要因は、ゲルマニウムと比較して炭素の核と電子の間のより強い魅力につながります。