Penso che sia anche importante menzionare qui gli effetti relativistici. Iniziano già a diventare abbastanza visibili dopo $ Z = 70 $ e $ \ ce {Ra} $ bugie un bel po 'dopo.
In atomi molto pesanti, gli elettroni dell'orbitale $ \ ce {1s} $ (in realtà, tutti gli orbitali con una certa densità di elettroni vicino al nucleo, ma l'orbitale $ \ ce {1s} $ è il più vicino e quindi il più colpito) sono soggetti a cariche nucleari efficaci molto elevate , comprimendo gli orbitali in una piccola regione di spazio. Questo a sua volta costringe i momenti degli elettroni più interni ad essere molto alti, tramite il principio di indeterminazione (o in un'immagine classica, gli elettroni devono orbitare attorno al nucleo molto rapidamente per evitare di cadere). Le quantità di moto sono così elevate, infatti, che le correzioni della relatività speciale diventano apprezzabili, così che le quantità di moto effettive, relativisticamente corrette, ( $ p _ {\ text {relativistic}} = \ gamma p_ { \ text {classical}} $ ) sono leggermente più alti dei momenti classici approssimativi. Sempre tramite il principio di indeterminazione, ciò causa una contrazione relativistica dell'orbitale $ \ ce {1s} $ (e altri orbitali con densità elettronica vicina al nucleo, in particolare gli orbitali $ \ ce {ns} $ e $ \ ce {np} $ ) .
La contrazione relativistica degli orbitali più interni crea una cascata di cambiamenti nella schermatura degli elettroni tra il resto degli orbitali. Il risultato finale è che tutti gli orbitali $ \ ce {ns} $ si contraggono, si avvicinano al nucleo e vengono spostati verso il basso in energia. Ciò è rilevante per la domanda perché gli $ \ ce {7s} $ elettroni di valenza in $ \ ce {Ra} $ sono più attratti dal nucleo di quanto ci si aspetterebbe da una semplice analisi dei trend, poiché raramente tengono conto dell'aumento degli effetti relativistici man mano che si scende nella tavola periodica.
Quindi, la prima (e la seconda) energia di ionizzazione di $ \ ce {Ra} $ diventa più alta del previsto, al punto che c'è effettivamente un blip al rialzo nella tendenza al ribasso. Eka-radium ( $ Z = 120 $ ) avrebbe effetti relativistici molto più forti e ci si può aspettare che abbia un'energia di ionizzazione significativamente più alta rispetto a $ \ ce {Ra} $ . In effetti, effetti relativistici cospireranno per rendere i metalli del gruppo 2 leggermente più nobili! Anche se la tavola periodica diventa un tale disordine vicino agli elementi super pesanti che è difficile dire se sarà una tendenza chiaramente visibile o solo un effetto da combinare con molti altri.