3.4.5. Контракционная аналогия (шринк-аналогия).

Этот тип аналогии проявляется в IVB-VIIIB-подгруппах периодической системы. В этих подгруппах первый элемент заметно отличается от второго, тогда как второй и третий очень близки по свойствам как простых веществ, так и их соединений. Подобные "элементы-близнецы" называют контракционными аналогами или шринк-аналогами (от англ. - shrink, съеживаться).

Существование шринк-аналогов обусловлено, с одной стороны, лантаноидным сжатием (см.раздел 3.3.), благодаря которому радиусы атомов элементов подгруппы, относящихся к V и VI периодам близки, что влечет за собой сходство других свойств. В то же время, формирование в VI периоде f-экрана понижает энергию проникающих к ядру валентных электронов. Наличие у атомов элементов IV периода кайносимметричных 3d-орбиталей усиливает отличия от их аналогов в V периоде. Например, в подгруппе VIB шринк-аналогами являются молибден и вольфрам, элементы весьма похожие один на другой, но отличающиеся от хрома. Так, хром окисляется в водных растворах катионами водорода, в то время как молибден и вольфрам устойчивы к действию кислот, являющихся окислителями по катиону. Соединения хрома в степени окисления +6 являются сильнейшими окислителями, высший оксид хрома CrO₃ активно взаимодействует с водой, образуя растворимые хромовые кислоты; соединения молибдена(VI) и вольфрама(VI) окислителями не являются, их триоксиды не реагируют с водой, молибденовые и вольфрамовые кислоты - малорастворимые соединения. Для хрома весьма типичны степени окисления +2 и +3; для молибдена и вольфрама эти степени окисления проявляются редко, а соответствующие соединения являются кластерами, содержащими агрегаты ковалентно связанных атомов металла.

3.4.6. Горизонтальная аналогия.

Некоторые элементы, относящиеся к одному периоду, и, естественно, не являющиеся ни типовыми, ни электронными аналогами, тем не менее, обнаруживают значительное сходство друг с другом. Горизонтальная аналогия наблюдается у d- и f-элементов с более чем наполовину заполненными электронными подуровнями. Примером горизонтальных аналогов могут служить железо, кобальт и никель, которые при различных электронных конфигурациях ([Ar]¹⁸3d⁶4s², [Ar]¹⁸3d⁷4s² и [Ar]¹⁸3d⁸4s²) обладают определенным сходством.

Существование горизонтальной аналогии объясняется тем, что в рядах d- и f-элементов изменение свойств с увеличением заряда ядра замедляется (вспомним хотя бы то, что все d- и f-элементы являются металлами). Особенно медленно изменяются свойства во второй половине рядов, где в квантовых ячейках подуровней происходит образование электронных пар. С другой стороны, горизонтальными аналогами обычно являются элементы, не реализующие свою высшую степень окисления, отвечающую числу валентных электронов. Так, для железа число валентных электронов равно восьми, для кобальта - девяти, для никеля - десяти. Однако для всех этих элементов наиболее характерны степени окисления +2 и +3; железо может проявлять степень окисления +6, а кобальт и никель - +4: но подобные соединения относительно редки и обычно неустойчивы. В результате для железа, кобальта и никеля формулы основных классов соединений однотипны (например, МеО, Ме₂О₃, Ме(ОН)₂, Ме(ОН)₃ и т.д.), а свойства этих соединений, равно как и простых веществ, близки.

Аналогичное явление наблюдается и для платиновых металлов. Триады рутений, родий, палладий и осмий, иридий, платина являются горизонтальными аналогами. В то же время пары рутений-осмий, родий-иридий, палладий-платина относятся к шринк-аналогам. В результате все платиновые металлы близки по свойствам.

В ряду лантаноидов элементы подсемейства церия (Ce-Gd) сильнее отличаются друг от друга по свойствам, чем элементы подсемейства тербия (Tb-Lu); это явление также связано с горизонтальной аналогией.