Jabarkan Penempatan hidrogen dan helium dari Tabel periodik

Jika mengikuti konfigurasi elektron, hidrogen (konfigurasi elektron 1s1) dan helium (1s2) seharusnya terletak di golongan 1 dan 2, di atas litium ([He]2s1) dan berilium ([He]2s2). Namun, penempatan tersebut jarang digunakan di luar konteks konfigurasi elektron: Ketika gas mulia (yang kemudian disebut "gas inert") pertama kali diketemukan sekitar tahun 1900, mereka dikenal sebagai "golongan 0", merefleksikan tidak adanya reaktivitas kimia unsur-unsur ini yang diketahui pada saat itu, dan helium diletakkan di puncak golongan, karena memiliki ke-inert-an yang sama dengan seluruh golongan tersebut. Oleh karena golongan berubah penomoran formalnya, kebanyakan penulis tetap meletakkan helium tepat di atas neon, dalam golongan 18; salah satunya adalah tabel IUPAC yang berlaku saat ini.

Sifat-sifat kimia hidrogen tidak terlalu dekat dengan logam-logam alkali, yang menempati golongan 1, dan berdasarkan hal tersebut, terkadang hidrogen diletakkan di tempat lain: alternatif yang paling umum adalah di golongan 17; salah satu faktor pertimbangannya adalah sifat hidrogen yang nonlogam monovalen, dan bahwa fluor (unsur yang terletak di puncak golongan 17) juga nonlogam monovalen. Terkadang, untuk menunjukkan bahwa hidrogen memiliki sifat-sifat baik seperti logam alkali maupun halogen, hidrogen ditampilkan dalam dua kolom sekaligus. Cara penyajian lain adalah meletakkan hidrogen di atsa karbon dalam golongan 14: dengan meletakkannya sedemikian, sangat cocok dengan kecenderungan kenaikan nilai potensial ionisasi dan afinitas elektron, dan tidak terlalu menyimpang dari tren elektronegativitas. Terakhir, hidrogen kadang diletakkan terpisah dari golongan manapun; hal ini berdasarkan sifat-sifat hidrogen yang sangat berbeda dari golongan manapun: tidak seperti hidrogen, unsur golongan 1 lainnya menunjukkan sifat yang sangat logam; unsur-unsur golongan 17 umumnya membentuk garam (oleh sebab itu ada istilah "halogen"); unsur-unsur golongan lainnya menunjukkan sifat kimia multivalen. Unsur periode 1 lainnya, helium, terkadang juga diletakkan terpisah dari golongan manapun. Sifat-sifat yang membedakan helium dengan gas mulia lainnya (meskipun sifat inert helium sangat dekat dengan neon dan argon) adalah bahwa dalam kulit elektron tertutupnya, helium hanya memiliki dua elektron pada orbital terluarnya, sementara gas mulia lainnya memiliki delapan elektron.

Golongan yang termasuk dalam logam transisi

Definisi logam transisi, seperti diberikan oleh IUPAC, adalah unsur yang atomnya mempunyai sub-kulit d tak lengkap, atau yang dapat mengalami kenaikan tingkat oksidasi menjadi kation sehingga sub-kulit d menjadi tak lengkap. Berdasarkan definisi ini, seluruh unsur dalam golongan 3–11 adalah logam transisi. Definisi IUPAC menyebabkan golongan 12, antara lain seng, kadmium dan raksa, harus keluar dari kategori logam transisi.

Beberapa kimiawan memperlakukan kategori "unsur blok-d" dan "logam transisi" secara bergantian, sehingga golongan 3–12 termasuk dalam logam transisi. Dalam hal ini, unsur-unsur golongan 12 diperlakukan sebagai kasus khusus dari logam transisi yang mana elektron-elektron d nya tidak biasa terlibat dalam ikatan kimia. Penemuan baru-baru ini yang mengungkapkan raksa dapat menggunakan elektron d nya dalam pembentukan raksa(IV) fluorida (HgF4) telah mendorong beberapa komentator untuk menyarankan agar raksa dapat diterima sebagai logam transisi. Komentator lain, seperti Jensen, telah berargumentasi bahwa pembentukan senyawa seperti HgF4 hanya dapat terjadi di bawah kondisi abnormal. Oleh karenanya, raksa tidak dapat diterima sebagai logam transisi berdasarkan interpretasi apapun dalam istilah makna ilmiah umum.

Kimiawan lainnya lebih jauh mengeluarkan unsur-unsur golongan 3 dari definisi logam transisi. Mereka melakukannya berdasarkan bahwa unsur-unsur golongan 3 tidak membentuk ion apapun dengan kulit d sebagian terisi, dan oleh karenanya tidak menunjukkan karakteristik kimia logam transisi. Dalam kasus ini, hanya golongan 4–11 yang diterima sebagai logam transisi.

Unsur-unsur periode 6 dan 7 pada golongan 3

Meskipun skandium dan itrium adalah dua unsur pertama pada golongan 3 identitas dua unsur berikutnya belum dituntaskan. Mereka adalah lantanum dan aktinium; atau lutetium dan lawrencium. Ada argumen kimia dan fisika yang kuat yang mendukung penyusunan terakhir tetapi tidak semua penulis telah diyakinkan. Kebanyakan kimiawan tidak menyadari bahwa ada kontroversi.

Lantanum dan aktinium secara tradisional digambarkan sebagai anggota golongan 3.

Telah dikemukakan bahwa tata letak ini berasal dari tahun 1940-an, dengan munculnya tabel periodik berdasarkan konfigurasi elektron unsur-unsurnya dan gagasan elektron pembeda. Konfigurasi sesium, barium dan lantanum adalah [Xe]6s1, [Xe]6s2 dan [Xe]5d16s2. Lantanum memiliki elektron pembeda 5d dan ini memapankannya "pantas berada dalam golongan 3 sebagai anggota pertama blok-d untuk periode 6." Satu set konfigurasi elektron yang konsisten selanjutnya terlihat dalam golongan 3: skandium [Ar] 3d14s2, itrium [Kr] 4d15s2 dan lantanum [Xe] 5d16s2. Masih dalam periode 6, iterbium memiliki konfigurasi elektron [Xe]4f135d16s2 dan lutetium [Xe]4f145d16s2, "menghasilkan elektron pembeda 4f untuk lutetium dan menegaskan ia sebagai anggota terakhir blok-f untuk periode 6."

Pada tabel lain, lutetium dan lawrencium adalah anggota terakhir dari golongan 3. Telah diketahui sejak awal abad ke-20 bahwa, "itrium dan (untuk tingkat yang lebih rendah) skandium memiliki sifat kimia yang lebih mendekati lutetium dan unsur tanah jarang lainnya [yaitu lantanida] daripada ke lantanum." Dengan alasan itu, beberapa ahli kimia pada tahun 1920 dan 1930-an lebih meimilih lutetium untuk dimasukkan ke dalam golongan 3 daripada lantanum. Penelitian spektroskopik terkini menemukan bahwa konfigurasi elektron iterbium ternyata [Xe]4f146s2. Ini berarti bahwa iterbium dan lutetium—dengan konfigurasi [Xe]4f145d16s2—keduanya memiliki 14 elektron f, "memiliki elektron pembeda d dan bukan f" untuk lutetium dan membuatnya "kandidat yang setara" dengan [Xe]5d16s2 lantanum, untuk golongan 3 tabel periodik pada posisi di bawah itrium. Beberapa fisikawan pada tahun 1950-an dan 60-an lebih memilih lutetium, dalam hal perbandingan beberapa sifat fisika dengan yang dimiliki oleh lantanum. Pengaturan ini, di mana lantanum adalah anggota pertama dari blok-f, dibantah oleh beberapa penulis karena lantanum tidak memiliki satupun elektron f. Namun, telah ada bantahan bahwa ini tidak perlu dikhawatirkan mengingat adanya anomali lain dalam tabel periodik—torium, misalnya, tidak memiliki elektron f tetapi merupakan bagian dari blok-f. Adapun lawrencium, konfigurasi elektron yang dikonfirmasi pada tahun 2015 adalah [Rn]5f147s27p1. Konfigurasi yang mewakili anomali lain tabel periodik, terlepas dari apakah lawrensium terletak blok-f atau blok-d, karena posisi posisi blok-p yang paling memungkinkan telah "dipesan" untuk ununtrium dengan perkiraan konfigurasi elektron [Rn]5f146d107s27p1.

Beberapa tabel, termasuk tabel pada web IUPAC, menambahkan catatan kaki untuk dua posisi di bawah skandium dan itrium, dan menampilkan keduanya, lantanum dan lutetium, serta aktinium dan lawrencium sebagai bagian dari unsur deret lantanida dan aktinida. Pengaturan ini menekankan kesamaan sifat-sifat kimia 15 unsur lantanida (La-Lu) lebih penting daripada argumentasi konfigurasi elektron. Unsur-unsur dalam deret aktinida memiliki perilaku yang lebih beragam. Unsur-unsur di awal deret menunjukkan beberapa kesamaan dengan logam transisi; aktinium dan selanjutnya lebih mirip lantanida.