Как мы увидим, квантовая интерпретация стабильности атомов не только даёт
возможность вывести простые регулярности во взаимоотношениях между
элементами, непосредственно указываемые ядерной моделью атома,
но и, в связи с моделью атома, оказывается ключом к пониманию более
глубоких особенностей этих взаимоотношений, воплощённых в
периодической таблице. Замечательная периодичность физических и
химических свойств элементов, когда они расположены по
возрастающему атомному номеру, очевидно, происходит от
последовательного развития
структуры групп
в электронной конфигурации, как уже было убедительно показано в
пионерской работе Дж. Дж. Томсона по электронной структуре
атома. В самом деле, эта работа содержит множество оригинальных и
плодотворных идей, касающихся интерпретации химических данных,
которые были значительно продвинуты особенно в работах Косселя и
Льюиса. Однако представления о механической стабильности, на которой
базировалось обсуждение Дж. Дж. Томсоном структуры электронных групп,
не могут быть непосредственно использованы в сочетании с
резерфордовской моделью атома. Надлежащая основа для исследования
этой групповой структуры была найдена в признании
ступенчатого характера связывания электронов в атомах, который
даёт нам возможность использовать для этой цели общие спектральные
данные. Важный отправной пункт был выдвинут в результате более
тщательного изучения рентгеновских спектров. Действительно,
характерная структура этих спектров может быть просто объяснена,
как было впервые отмечено Косселем, на основе предположения, что
возникновение их линий связано с элементарными процессами
перехода, в которых свободное место во внутренней электронной
группе, образовавшееся в результате удаления электрона из атома,
занимает электрон из какой-либо группы, где электроны связаны более
слабо. Свободное место, оставшееся в этой последней группе, затем с
испусканием другой рентгеновской линии может быть занято
электроном, переходящим из группы электронов, связанных ещё
более слабо, и т. д. Согласно этой точке зрения, которая находится в
очевидном согласии с комбинационным принципом, каждый терм
рентгеновского спектра элемента даёт нам непосредственную
информацию о работе, необходимой для удаления электрона из одной
из многих групп в нормальной электронной конфигурации атома. Как
впервые заметал Вегард, интерпретированные таким путём
эмпирические правила, в которых Мозли подытожил результаты его
измерений частот главных рентгеновских линий, ведут к тому
результату, что сила связи каждой главной электронной группы
приближённо равна силе связи некоторого стационарного состояния
при связывании одного электрона с ядром. Таким образом, мы
видим, что номер терма в формуле Бальмера, который в
квантово-теоретической терминологии называется «главным
квантовым числом», прямо входит в классификацию групповой
структуры нормальной электронной конфигурации. Действительно,
характерной особенностью обсуждаемых идей строения атома является то,
что кроме атомного номера другие целые числа играют важную роль
в расчётах взаимоотношений между элементами.
