¿Cómo teóricamente las preguntas de Química AP encuentran el radio de un átomo de aluminio (esfera)?

La cuestión es que los átomos realmente no tienen un radio bien definido.

En el caso del aluminio, supongo que te refieres al radio de un átomo de aluminio dentro de un cristal de metal sólido. En ese caso, por ejemplo, podría definirlo como la mitad de la distancia entre los núcleos adyacentes de átomos en el cristal. Luego, extraería una celda unitaria de la red cristalina y señalaría dónde van los átomos y qué tan lejos están entre sí en función de las propiedades del material. A veces necesita hacer algunos cálculos matemáticos en la celda de la unidad para obtener la distancia correcta que desea.

Pero…

Todo es física cuántica ahí abajo … Cuando dices esfera, ¿quieres decir que estás imaginando el átomo como una bola brillante? En caso de que lo hagas … En realidad no es así. El átomo tiene un núcleo con electrones a su alrededor, ocupando orbitales. Estos orbitales se definen como el área en la que tiene un 90 por ciento de posibilidades de encontrarlo, cuando le gustaría buscarlo.
Entonces, los electrones forman una especie de nube estadísticamente dispersa alrededor del núcleo. Pero como eso significa que no está claramente delineado en el espacio, en química se define más claramente dibujando líneas a su alrededor para cubrir la parte más significativa. Pero ponerlo al 90% es en sí mismo bastante arbitrario. Sin embargo, esto es muy útil para fines prácticos en muchas, si no en la mayoría de las situaciones.