VI.

量子論

デンマークの物理学者ボーアやその他の科学者たちによって量子論が展開され、これが原子構造の理論に応用されるようになると、周期表の詳細な特徴の多くが容易に説明できるようになった。すべての電子の軌道運動は、4つの量子数によってきまる。これらの量子数を支配する選択則と、同一原子の2つの電子はまったく同一の4つの量子数をとることはできないというパウリの排他律(パウリの排他原理とも)を利用して、それぞれの殻を完成させるのに必要な電子の最大数を、理論的に決定することができ、これによって周期表から推測された結論が確認される。

量子論がさらに発展すると、ある元素は不完全な殻(最外殻、原子価殻)をただ1つだけもち、またある元素には内側の殻にも不完全な殻があるのはなぜかということが明らかになった。後者に該当するのは希土類元素として知られる元素で、これらの元素はあまりにも性質がよく似ているため、メンデレーエフは当時わかっていた14個の元素を、周期表の1つの場所にあてはめなければならなかったものである。希土類元素の族にはランタノイドに属する元素がふくまれる。