Los diversos arreglos de electrones pueden clasificarse en familias, en las cuales las agrupaciones de electrones tienen ciertas características en común.
Así, el grupo de 60 electrones consiste en el mismo arreglo de electrones que el grupo de 40 con la adición de un anillo exterior de 20 electrones; el grupo de 40 es el mismo que el grupo de 24 con un anillo adicional en el exterior; y el grupo de 24, a su vez, es el mismo que el grupo de 11 con un anillo adicional.
Una serie de átomos modelo puede formarse de este modo, en el cual cada átomo se deriva del miembro precedente mediante un anillo adicional de electrones. Sería de esperar que tales átomos poseyeran muchas propiedades en común, y corresponderían a los elementos de la misma columna vertical de la tabla periódica de Mendeléyev.
Las diferentes ordenaciones de los electrones varían ampliamente en su estabilidad.
Algunas pueden adquirir un electrón extra o dos y aun así seguir siendo otras pierden fácilmente un electrón sin alterar su estabilidad.
Las primeras corresponderían a un átomo electronegativo, las segundas a uno electropositivo.
Ciertas disposiciones de electrones son estables si los electrones se mueven con una velocidad angular mayor que cierto valor, pero se vuelven inestables cuando la velocidad cae por debajo de este valor.
Cuatro electrones en movimiento, por ejemplo, son estables en un solo plano, pero cuando la velocidad cae por debajo de cierto valor crítico, el sistema es inestable y los electrones tienden a disponerse en las esquinas de un tetraedro regular.
J. J. Thomson (loc. cit.) aplica esta propiedad para explicar por qué un átomo de materia radiactiva se desintegra, de la siguiente manera:—
«Consideremos ahora las propiedades de un átomo que contiene un sistema de corpúsculos (electrones) de este tipo. Supongamos que los corpúsculos se movían originalmente con velocidades que superaban con creces la velocidad crítica; como consecuencia de la radiación de los corpúsculos en movimiento, su velocidad disminuirá lenta —muy lentamente—; cuando, tras un largo intervalo, la velocidad alcance la velocidad crítica, se producirá algo equivalente a una explosión de los corpúsculos, estos se alejarán mucho de su posición original, su energía potencial disminuirá, mientras que su energía cinética aumentará. La energía cinética ganada de este modo podría ser suficiente para expulsar al sistema fuera del átomo, y tendríamos, como en el caso del radio, una parte del átomo disparada hacia afuera. Como consecuencia de la muy lenta disipación de energía por radiación, la vida del átomo sería muy larga. Hemos tomado el caso de los cuatro corpúsculos como el tipo de un sistema que, al igual que una peonza, requiere para su estabilidad una cierta cantidad de rotación. Cualquier sistema que poseyera esta propiedad conferiría al átomo que lo contiene, como consecuencia de la disipación gradual de energía por radiación, propiedades radiactivas similares a las conferidas por los cuatro corpúsculos».
271. Calor del sol y de la tierra. Rutherford y Soddy48 señalaron que el mantenimiento del calor del sol durante largos intervalos de tiempo no presentaba ninguna dificultad fundamental si se suponía que en el sol estaba teniendo lugar un proceso de desintegración, como el que ocurre en los elementos radiactivos.