Perioodilisustabeli seos aatomi ehitusega

Alles pool sajandit pärast Mendelejevi avastust selgus, et elementide omaduste perioodiline muutumine on seotud aatomi ehitusega. Aastal 1913 tegi inglise füüsik Henry Moseley (mõuzli) kindlaks, et elemendi järje­number perioodilisus­tabelis võrdub tema aatomi­tuuma laenguga. See avastus võimaldab perioodilisus­tabelist saada mitme­sugust teavet aatomi kohta. Järje­numbri järgi saame määrata tema tuuma­laengu ehk prootonite arvu tuumas. Vaatleme seda 2. perioodi elementide näitel.

Perioodis üleminekul ühelt elemendilt teisele lisandub aatomi­tuuma üks prooton ja välis­kihile üks elektron. Süsiniku (järje­number 6) aatom erineb lämmastiku aatomist (järje­number 7) vaid ühe prootoni ja ühe elektroni võrra. See-eest ained, mis nendest aatomitest tekivad, erinevad tohutult. Süsinik võib esineda tahma, nõe või sädelevate kallis­kividena – teemantidena.

Prootonite lisandumine tuuma ei ole sama­laadne näiteks pärlite lükkimisega kaelakeesse. Pärlikee jääb selleks ka siis, kui lisame 1 või 20 pärlit. Prootoni lisandumisel tuuma aga saame täiesti uute omadustega aatomi. Kuna prootonite arv võrdub elektronide arvuga, kehtib alltoodud seos.

Miks prootonite arvu muutumine tuumas tingib elementide omaduste perioodilise muutumise? Sellele küsimusele andis vastuse 1921. aastal taani teadlane Niels Bohr. Ta tegi kindlaks, et tuuma­laengu suurenedes kordub perioodiliselt aatomi välise elektron­kihi ehitus. Kui aga kahel aatomil on täiesti ühe­sugune väline elektron­kiht, sarnanevad nende keemilised omadused.

A-rühmade korral saame rühma numbri järgi teada elektronide arvu väliskihil.

Seega kuuluvad ühte rühma ühesuguse välise elektron­kihi ja sarnaste keemiliste omadustega elemendid. Teema algul mainitud element 112 kuulub ühte rühma tsingi, kaadmiumi ja elav­hõbedaga, seega sarnaneb ta nendega ka keemilistelt omadustelt.

B-rühma elementide korral ülaltoodud seadus­pärasus ei kehti. Enamikul neist ei vasta rühma number elektronide arvule välis­kihil.

Perioodi number näitab, mitmel kihil paiknevad elektronid ümber aatomituuma.

1. periood (H, He) – 1 elektronkiht.

​2. periood (Li kuni Ne) – 2 elektronkihti jne.

Perioodilisustabelis on 7 perioodi, seega suurimates täna­päeval tuntud aatomites paiknevad elektronid seitsmel kihil. Esitame räni näitel kokku­võtlikult info, mida saame perioodilisus­tabelist teada tema aatomi ehituse kohta.

Isegi juhul, kui elementi pole veel avastatudki, võimaldab perioodilisustabel ennustada elemendi aatomi ehitust ja omadusi. Sama­moodi ennustas Mendelejev mitme elemendi olemasolu, mida 19. sajandi keskel ei tuntud, kuid hiljem avastati.