Unter der Bezeichnung Nebengruppenelemente werden
verschiedene Elemente zusammengefasst, die sich nur wenig in ihren Eigenschaften
unterscheiden. Alle Nebengruppenelemente sind Metalle mit den dafür
typischen Eigenschaften. Außerdem besitzen fast alle Nebengruppenelemente
(außer die III. NG) in ihren Verbindungen mehrere Oxidationszahlen
bzw. können Ionen mit unterschiedlicher Anzahl an positiven Ladungen
bilden. Deshalb existieren beispielsweise unterschiedliche Oxide
.
Um einen Überblick zu erhalten, muss man sich
noch einmal kurz mit dem Aufbau des Periodensystems und der Anordnung
der Elemente befassen. In Abhängigkeit
vom Bau ihrer Atome erhalten alle Elemente eine Ordnungszahl
und sind nach aufsteigenden Ordnungszahlen im Periodensystem der Elemente
in Perioden und in Gruppen eingeordnet. Die Ordnungszahl entspricht dabei
der Gesamtzahl der Elektronen bzw. Protonen des Atoms, die Periodennummer
der Anzahl der besetzten Elektronenschalen (Räume der Aufenthaltswahrscheinlichkeit
von Elektronen eines bestimmten Energieniveaus). Dabei kann jede Schale
maximal 
Elektronen
aufnehmen, wobei n der Periodennummer entspricht. Das bedeutet, dass die
erste Elektronenschale mit 2 Elektronen voll besetzt ist, die zweite mit
8 Elektronen, die dritte mit 18 usw.
Die Gruppennummer sagt etwas
über die Verteilung der Elektronen in der Atomhülle aus. Bei
Hauptgruppenelementen stimmt die Hauptgruppennummer mit der Anzahl der
Außenelektronen überein. Bis zu den Elementen mit der Ordnungszahl
20 ist es daher ganz einfach, die Verteilung der Elektronen in der Elektronenhülle
abzulesen.
Eigentlich wäre zu erwarten, dass sich beim auf
Calcium (Ordnungszahl 20) folgenden Element Scandium (Ordnungszahl 21)
das 21. Elektron ebenfalls in der vierten Elektronenschale (N-Schale)
aufhält. Aus energetischen Gründen befindet es sich aber als
neuntes Elektron in der dritten Elektronenschale (M-Schale).
Bei allen auf Calcium folgenden Elementen bis einschließlich Zink
(Ordnungszahl 30) wird schrittweise die innere Elektronenschale (M-Schale)
aufgefüllt. Erst wenn sie mit 18 Elektronen maximal besetzt ist,
erfolgt eine weitere Aufnahme der Elektronen in die vierte Elektronenschale.
Bei den Elementen der Ordnungszahlen 21 bis 30 werden also "nachträglich"
Elektronenschalen auf sogenannten inneren Niveaus aufgefüllt. Solche
Elemente, bei denen "Innenschalen" nachträglich aufgefüllt
werden, gehören zu den Nebengruppenelementen. Dies trifft ebenfalls
auf die Elemente der Ordnungszahlen 39 bis 48, 57 bis 80 und alle Elemente
ab der Ordnungszahl 89 zu.
Verschiedene Gruppen der Nebengruppenelemente
Dadurch, dass sich der Atombau in der Besetzung
der inneren Niveaus unterscheidet, sind die Eigenschaften der Nebengruppenmetalle
zwar ähnlich, aber nicht identisch. Aus historischen Gründen
unterteilt man sie in acht Nebengruppen.
- Nebengruppe (Kupfergruppe: Cu, Ag, Au)
- Nebengruppe (Zinkgruppe: Zn, Cd, Hg,)
- Nebengruppe (Scandiumgruppe: Sc, Y, La, Ac)
- Nebengruppe (Titangruppe: Ti, Zr, Hf)
- Nebengruppe (Vanadiumgruppe: V, Nb, Ta)
- Nebengruppe (Chromgruppe: Cr, Mo, W)
- Nebengruppe (Mangangruppe: Mn, Tc, Re)
- Nebengruppe (Eisengruppe: Fe, Co, Ni; leichte Platinmetalle:
Ru, Rh, Pd; schwere Platinmetalle: Os, Ir, Pt)
In der 6. Periode kommen die sogenannten Lanthanoide
dazu (Elemente der Ordnungszahlen 58 bis 71). Die Elemente vom Cer bis
zum Lutetium werden aufgrund sehr ähnlicher Eigenschaften zusammengefasst
ebenso wie die Actinoide (Elemente
der Ordnungszahlen 90 bis 103) in der 7. Periode.
Das gemeinsame Merkmal im Bau der Atome dieser Elemente besteht darin,
dass in ihren Atomhüllen noch weiter "innen liegende Unterschalen"
nachträglich aufgefüllt werden, bei den Lanthanoiden (6. Periode)
die der 4. Elektronenschale und bei den Actinoiden (7. Periode) die der
5. Elektronenschale.