A radio-elemek és a periódusos törvény új általánosítása erôsen alátámasztja A. van den Broek hipotézisét (Nature, November 27, p. 372), amely szerint egy elem atomon belüli töltését nem az elem atomsúlya, hanem a periódusos rendszerben elfoglalt helye szabja meg. Egy a- és két b-részecske egymás utáni kilökése három tetszôleges sorrendû radioaktív változás során az elem atomon belüli töltését a kezdeti értékre, az elemet pedig a táblázat eredeti helyére állítja vissza, bár az atom tömege négy egységgel csökken. Nemrégiben - mondhatni - közvetlen bizonyítékot kaptunk arra a van den Broek-féle feltevésre, hogy egy atom magjának atomon belüli töltése nem tisztán pozitív töltés, ahogy Rutherford hipotézisében szerepel, hanem egy pozitív és egy kisebb negatív töltés különbsége.

Fajans - a periódusos rendszer általánosításáról írt dolgozatában (Physikal. Zeitsch., 1913, Vol. XIV., p. 131) - felhívta a figyelmet arra, hogy az a- és b-részecskék kilökôdését követô kémiai jellegû változások pontosan olyanok, mint ami a vegyérték közönséges elektrokémiai változásaikor figyelhetô meg. Ebbôl arra a következtetésre jut, hogy a radioaktív változásoknak ugyanabban az atomszerkezet-tartományban kell lejátszódniuk, mint a közönséges kémiai változásoknak, és nem a szerkezet vagy "mag" egy távoli, belsô részében, ahogy eddig feltételezték. Ugyanerrôl az általánosításról közvetlenül Fajans cikke után közöltem egy dolgozatot (Chem. News, February 28), ahol hangsúlyoztam, hogy a periódusos rendszer azonos helyét elfoglaló különbözô elemek kémiai tulajdonságai abszolút azonosak.

Ennek a gondolatnak egy egyszerû következménye segítetett ellenôrizni Fajans azon megállapításának helyességét, hogy a radio-változások és a kémiai változások az atomszerkezetnek ugyanahhoz a tartományához kötôdnek.Véleményem szerint Fajans következtetése semmi mást nem tartalmaz, mint azt, hogy például a négy vegyértékû uránvegyületeknek kémiailag azonosnak és elválaszthatatlannak kell lenniük a tóriumvegyületektôl. Az urán X, amely az urán I-bôl keletkezik egy a-részecske kilökésével, kémiai szempontból azonos a tóriummal... Az urán X két b-részecske elvesztésével urán II-vé alakul vissza, ami kémiai szempontból azonos az uránnal. A négy vegyértékû uránt tartalmazó sók szintén két elektron elvesztésével alakulnak át hat vegyértékû uránt tartalmazó uranilvegyületekké. Ha ezek az elektronok az atomnak ugyanabból a tartományából származnak, a négy vegyértékû urán sóinak kémiailag elválaszthatatlanoknak kell lenniük a tóriumsóktól. De nem azok.

Az urán- és tóriumsók kémiai szempontból erôsen hasonlítanak egymásra, ezért megkértem Mr. Flecket, vizsgálja meg, szétválasztható-e a keverékük kémiai módszerekkel, miközben az urán változatlanul négy vegyértékû állapotban marad. Mr. Fleck külön fogja publikálni a kísérleteket. Hálás vagyok neki azért az eredményért, hogy ez a két fajta vegyület frakcionálási módszerekkel könnyen elválasztható.

Ez - úgy gondolom - elegendô annak bizonyítására, hogy a b-sugárként kilökött elektronok a magból származnak, amely nem képes a gyûrûnek átadni vagy a gyûrûrôl felvenni elektronokat, bár ez a gyûrû a vegyérték közönséges elektrokémiai változásakor képes elektronokat felvenni a környezetbôl, illetve elektronokat tud leadni a környezetnek.

Úgy vélem, van den Broek feltevése, hogy a mag nettó pozitív töltéseinek száma megegyezik annak a helynek a számával, amelyet az elem a periódusos rendszerben elfoglal, ha a hidrogéntôl az uránig sorba rendezzük az összes helyet, gyakorlatilag bizonyítást nyert, már ami a sor végén levô - tallium és urán közötti elemek - töltésének relatív értékét illeti. A töltés abszolút értékének tekintetében bizonytalanok vagyunk, mert a ritkaföldfémek pontos száma még kétséges. Ha feltesszük, hogy mindegyikük ismert, az urán magjának pozitív töltése 90 körüli. Ha azonban azzal az igen vitatható feltevéssel élünk, hogy a periódusos rendszer a ritkaföldfém-csoport helyeinek számát tekintve szabályosan viselkedik, és a bárium és rádium között például két teljes hosszú periódus van, ez a szám 96. Mindekét esetben jóval kisebb, mint 120, amit akkor kapnánk, ha a töltés egyenlô lenne az atomsúly felével, ez pedig úgy teljesülne, ha a mag csak a-részecskékbôl állna. Úgy tudjuk, az uránatomban hat magelektron van, amelyek változásaik során hat b-sugarat bocsájtanak ki. Ha a mag a-részecskékbôl állna, harminc, illetve huszonnégy magelektronnak kellene lennie attól függôen, hogy a gyûrûben 96 vagy 102 van. Ha az atomszerkezet hidrogént is tartalmaz - amit szintén feltételeznek -, még több magelektronnak kellene lennie. Nem lehet azonban kétséges, hogy valamennyinek lennie kell, és hogy az atomban a Rutherford elmélete szerinti központi töltés nem lehet tisztán pozitív töltés, hanem elektronokat is kell tartalmaznia, ahogy van den Broek gondolja.

Ami személy szerint engem illet, ettôl sokkal tisztábban látok, és talán másoknak is segítségére lesz, bár kétségtelen, hogy kevés eredeti van benne. Azoknál az elemeknél, amelyeket "izotópoknak" vagy "izotóp elemeknek" nevezek - mert a periódusos rendszerben ugyanazt a helyet foglalják el -, a magban levô pozitív és negatív töltések algebrai összege azonos, miközben az aritmetikai összeg különbözô.Ezek az elemek kémiai szempontból azonosak, és annak a néhány fizikai tulajdonságnak a kivételével, amelyek közvetlenül függnek az atomtömegtôl, fizikailag is azonosak. Ennek az algebrai úton kapott magtöltésnek az egységnyi változásai adják a periódusos rendszer egymást követô helyeit. Bármely "hely" vagy bármely magtöltés esetében a külsô gyûrûrendszeren levô elektronok száma nemcsak egyetlen érték lehet; ilyenkor az elem változó vegyértékû. De ennek a számnak vagy a vegyértéknek a változása csak a gyûrût és a külsô környezetet érinti. Az elektronok nem járkálnak ki-be a gyûrû és a mag között.