Usterki układu okresowego Mendelejewa cz. II
Pierwiastki rodzin pobocznych mają wszystkie na najwyższym poziomie niewielką liczbę (jeden lub dwa) elektronów. Stąd wynika ich charakter elektrododatni oraz częste podobieństwo pomiędzy pierwiastkami z różnych grup, zwłaszcza gdy występują one z jednakową wartościowością. W strukturze powłok elektronowych atomów pierwiastków należących do różnych rodzin tej samej grupy występują znaczne różnice, szczególnie w grupach wyższych. U pierwiastków rodzin pobocznych grup I i II przedostatni poziom ma całkowicie zapełnione podpoziomy s, p i d (razem 18 elektronów, por. tabl. 17), podczas gdy w ro- dżinach głównych tych grup zawiera on tylko 8 elektronów na podpozio- mach s i p. W grupach III—VIII pierwiastki rodzin pobocznych mają tylko częściowo zapełniony podpoziom d przedostatniego poziomu. Dlatego określa się je często jako pierwiastki „przejściowe”. Tak np. w grupie V pierwiastki rodziny głównej (azotowce) mają na najwyższym poziomie układ elektronów s2p-\ na przedostatnim zaś — s2pü lub s2p6d10. Natomiast układ elektronów najwyższych dwóch poziomów w atomie wanadu, należącego do pobocznej rodziny tej grupy, może być przedstawiony przez schemat: 3s2pBd‘4s2. Jednakże różnica podpoziomów energetycznych 3d i 4p jest tak niewielka, że przez nieznaczne pobudzenie nastąpić może przeskok jednego lub kilku elektronów d na wolne miejsca wyższego podpoziomu p. Gdy na skutek pobudzenia wszystkie elektrony d znajdą się na podpoziomie p ostatniego poziomu, wanad wykazuje zachowanie chemiczne zbliżone do pierwiastków rodziny głównej, W podobny sposób można też wyjaśnić zmienność wartościowości innych pierwiastków przejściowych oraz pierwiastków z rodziny miedziowców.
Dla uniknięcia sztucznego bądź co bądź łączenia w każdej grupie rodzin głównych i pobocznych Werner nadaje układowi formę przedstawioną w tablicy 21. Ze względu jednak na nieporęczny jej kształt forma ta na ogół się nie przyjęła.
Niezwykle duże podobieństwo, jakie można stwierdzić w okresie VI pomiędzy lantanem a następującymi bezpośrednio po nim 14 pierwiastkami, tworzącymi tzw. rodzinę lantanowców, daje się wytłumaczyć tym, że w pierwiastkach tych następuje zapełnienie podpoziomu 4/, należącego do trzeciego, licząc od góry, poziomu energetycznego. Układ elektronów zaś na dwóch najwyższych poziomach jest jednakowy lub prawie jednakowy. Liczba członów rodziny lantanowców jest wyznaczona przez maksymalną liczbę elektronów na podpoziomie /, wynikającą z zakazu Pauliego (§ 73). Na podstawie układu okresowego Mendelejewa liczba ta nie mogła być przewidziana.
Podobna, choć mniej sprecyzowana jest sytuacja rodziny aktynowców w okresie VII. Przewidywanie istnienia pierwiastków jeszcze nieznanych na podstawie ich liczb atomowych (np. za pomocą prawa Moseleya, § 76) jest znacznie pewniejsze, aniżeli na podstawie układu Mendelejewa,
Oparcie układu okresowego na liczbach atomowych pierwiastków zamiast na ciężarach atomowych czyni wreszcie bezprzedmiotowymi zastrzeżenia dotyczące wymienionych przypadków przestawienia kolej-