Ich denke, es ist auch wichtig, hier relativistische Effekte zu erwähnen. Sie werden bereits sichtbar, nachdem $ Z = 70 $ span> und $ \ ce {Ra} $ span> liegen ein gutes Stück danach.
In sehr schweren Atomen sind die Elektronen des Orbitals $ \ ce {1s} $ span> (eigentlich alle Orbitale mit Einige Elektronendichten in der Nähe des Kerns, aber das $ \ ce {1s} $ span> -Orbital ist zufällig das nächstgelegene und daher am stärksten betroffene) und sind sehr hohen effektiven Kernladungen ausgesetzt Komprimieren der Orbitale in einen sehr kleinen Raumbereich. Dies wiederum zwingt die innersten Elektronenimpulse über das Unsicherheitsprinzip dazu, sehr hoch zu sein (oder in einem klassischen Bild müssen die Elektronen den Kern sehr schnell umkreisen, um ein Einfallen zu vermeiden). Die Impulse sind in der Tat so hoch, dass spezielle Relativitätskorrekturen spürbar werden, so dass die tatsächlichen, relativistisch korrigierten Impulse ( $ p _ {\ text {relativistic}} = \ gamma p_ { \ text {classic}} $ span>) sind etwas höher als die ungefähren klassischen Impulse. Wiederum verursacht dies über das Unsicherheitsprinzip eine relativistische Kontraktion des Orbitals $ \ ce {1s} $ span> (und anderer Orbitale mit nahe Elektronendichte) zum Kern, insbesondere $ \ ce {ns} $ span> und $ \ ce {np} $ span> Orbitale) .
Die relativistische Kontraktion der innersten Orbitale erzeugt eine Kaskade von Änderungen der Elektronenabschirmung zwischen den übrigen Orbitalen. Das Endergebnis ist, dass alle $ \ ce {ns} $ span> -Orbitale kontrahiert werden, sich dem Kern nähern und an Energie verlieren. Dies ist für die Frage relevant, da die Valenzelektronen $ \ ce {7s} $ span> in $ \ ce {Ra} $ fühlen sich mehr zum Kern hingezogen, als man von einer einfachen Trendanalyse erwarten würde, da sie selten die Zunahme relativistischer Effekte berücksichtigen, wenn man das Periodensystem hinuntergeht.
Somit wird die erste (und zweite) Ionisierungsenergie von $ \ ce {Ra} $ span> höher als erwartet, bis zu dem Punkt, an dem es tatsächlich gibt ein Aufwärtstrend im Abwärtstrend. Eka-Radium ( $ Z = 120 $ span>) hätte weitaus stärkere relativistische Effekte und es ist zu erwarten, dass es im Vergleich zu $ \ ce {Ra} $ span>. Tatsächlich werden relativistische Effekte verschwören, um die Metalle der Gruppe 2 etwas edler zu machen! Obwohl das Periodensystem in der Nähe der superschweren Elemente so durcheinander ist, dass es schwer zu sagen ist, ob es sich um einen deutlich sichtbaren Trend handelt oder nur um einen Effekt, der mit mehreren anderen kombiniert werden kann.