در گروه IIIA   عنصرهای بالاتر گروه یعنی آلومینیم ، گالیم و ایندیم  یون +3 تشکیل می دهند ولی عنصر تالیم در پایین این گروه تمایل بیشتری به تشکیل یون +1 دارد . مشابه همین وضعیت را در گروه IVA   نیز مشاهده می کنیم . ژرمانیم و قلع  یون +4 تشکیل می دهند ، ولی سرب در پایین این گروه تمایل بیشتری به تشکیل یون +2 دارد . علت این پدیده توسط اثر جفت الکترون بی اثر توجیه می شود .

اثر جفت الکترون بی اثر که به ناپایداری بالاترین عدد اکسایش عنصرهای سنگین گروه های اصلی بویژه عنصرهای سنگین گروه های IIIA (مانند تالیم) و IVA (مانند سرب) مربوط است، توسط سیدگویک در سال 1933 کشف شد، چنین بیان می شود :

جفت الکترون تراز S لایه ظرفیت ( والانس ) در عنصرهای سنگین گروه ها پس از جدا شدن الکترون های تراز P ، پایداری ویژه ای کسب می کند به طوری که تمایل به شرکت در فعالیت شیمیایی را از دست می دهد .به تعبیر سیدگویک ، دلیل این رویداد ، این است که انرژی لازم برای جدا شدن این جفت الکترون از اتم بسیار بالاست .

بر همین اساس است که در گروه سوم ، عنصرهای آلومینیم و حتی گالیم ، با از دست دادن سه الکترون ( یک الکترون از تراز P و دو الکترون از تراز S ) لایه ظرفیت ، تنها با حالت اکسایش 3+ در تشکیل ترکیب های پایدار خود شرکت می کنند . اما تا اندازه ای ایندیم ، و به ویژه تالیم نه تنها با از دست دادن سه الکترون ترکیب هایی با عدد اکسایش 3+ تشکیل می دهند ، بلکه تنها با از دست دادن یک الکترون تراز P خود نیز می توانند در حالت اکسایش 1+ ترکیب های پایداری به وجود آورند . به ویژه در مورد تالیم ، ترکیب هایی که با عدد اکسایش 1+ تشکیل می شوند ( مانند TlCl ) از ترکیب هایی که با عدد اکسایش 3+ تشکیل می شوند ( مانند TlCl3 ) بسیار پایدارترند . همین وضعیت را در مورد عنصرهای گروه چهارم می توان مشاهده کرد . سیلیسیم و تا اندازه ای ژرمانیم ، تنها با از دست دادن 4  الکترون لایه ظرفیت اتم خود ( 2  الکترون از تراز P و 2  الکترون از تراز S ) ، و با حالت اکسایش 4+ ، می توانند در ترکیب های پایدار خود شرکت کنند . در صورتی که قلع ، و بویژه سرب ، علاوه بر حالت اکسایش 4+ می توانند با از دست دادن 2  الکترون تراز P و دارا شدن حالت اکسایش 2+ نیز ترکیب هایی پایدار تشکیل دهند .

سیدگویک علت بی اثر شدن الکترون های تراز S لایه ظرفیت در این اتم ها را به افزایش بار موثر هسته ، و افزایش بیش از حد جاذبه هسته بر این الکترون ها ، مربوط می دانست .

دانشمندی به نام دراگ ، نظر سیدگویک در توجیه اثر جفت الکترون های بی اثر را رد کرد . دلیل وی در رد نظر سیدگویک این بود که اگر این الکترون ها در واقع بی اثرند ، و این بی اثر بودن به بالاتر رفتن انرژی لازم برای جدا کردن آنها از اتم مربوط است طبق نظر سیدگویک  باید مثلا مجموع انرژی های دومین و سومین یونش در گروه سوم و مجموع انرژی های سومین و چهارمین یونش در عنصرهای گروه چهارم به ترتیب از بالا به پایین در این گروه ها افزایش یابد . در صورتی که اندازه گیری های تجربی این پیش گویی را تایید نمی کند . زیرا مطابق جدول زیر مجموع انرژی های دومین و سومین یونش تالیم از ایندیم کمتر و یا مجموع انرژی های سومین و چهارمین یونش سرب از قلع و ژرمانیم کمتر است و باید از آن چنین برداشت کرد که تالیم آسانتر از گالیم سه الکترون از دست بدهد و حالت اکسایش 3+ آن پایدارتر از عنصرهای دیگر گروه سوم باشد . یا این که سرب آسانتر از ژرمانیم و قلع ، چهار الکترون از دست بدهد و حالت اکسایش 4+ آن باید از عنصرهای دیگر گروه چهارم باشد . در صورتی که تجربه عکس این رویدادها را تایید می کند .

 با توجه به این موضوع و با بررسی های دقیق ، دراگ دریافت که دلیل واقعی ناپایداری حالت اکسایش 3+ در تالیم و 2+ در سرب به کوچک شدن بیش از حد کاتیون 3+ یا 4+ این عنصرها ، بزرگ بودن حجم یون کلرید ( CL- ) که منجر به دافعه زیاد بین الکترون های ناپیوندی لایه ظرفیت آنهاست ، که سبب می شود ، انرژی پیوندی به شده کاهش یابد و ترکیب حاصل تجزیه شود . مثلا TlCl3 به TlCl و  PbCl4 به PbCl2 تبدیل شود تا از پایداری کافی برخوردار شوند . در تایید نظریه دراگ ، همانطور که در جدول زیر نشان داده شده است ، انرژی پیوندی M – Cl  ( M فلز گروه سوم می باشد ) در مولکول TlCl3 نسبت به انرژی پیوندی در مولکول های InCl3  و  GaCl3 ، به مراتب کمتر است .

در جدول تناوبی جدید که بر اساس آرایش الکترونی عنصرها مرتب شده است، عنصرها به چهار دسته تقسیم می شوند.

آ) عنصرهای اصلی دسته S : همگی فلز هستند ( به جز H  و He ) و تنها یک یا دو الکترون در اوربیتال S لایه ظرفیت آنها وجود دارد.

- گروه 1 ( IA ) با آرایش   nS¹ به خانواده فلزهای قلیائی مشهورند و خاصیت فلزی دارند.

- گروه 2 ( IIA ) با آرایش  nS² به خانواده فلزهای قلیائی خاکی مشهورند و خاصیت فلزی دارند.

ب) عنصرهای اصلی دسته P : در این سری از عنصرها که اوربیتال P آنها در حال پر شدن می باشد جزو عنصرهای اصلی بوده و شامل برخی از فلزها و تمامی نافلزها و گازهای نجیب می باشند.

- گروه 13 ( IIIA ) با آرایش   nS², nP¹ اغلب خاصیت آمفوتری دارند.

- گروه 14 ( IVA ) با آرایش   nS², nP²

- گروه 15 ( VA ) با آرایش    nS², nP³ خاصیت نافلزی دارند.

- گروه 16 ( VIA ) با آرایش   nS², nP⁴ خاصیت نافلزی دارند.

- گروه 17 ( VIIA ) با آرایش  nS², nP⁵ به خانواده هالوژنها مشهورند و خاصیت نافلزی دارند.

- گروه 18 ( VIII ) با آرایش    nS², nP⁶ به خانواده گازهای نجیب مشهورند و فعالیت شیمیائی ندارند.

عنصرهای دسته d ( عنصرهای واسطه ) : عنصرهای که اوربیتال nS لایه ظرفیت آنها یک یا دو الکترون و اوربیتال (n-1) d آنها در حال پر شدن است، به نام عنصرهای واسطه مشهورند. همگی فلز می باشند و در ده ستون میان گروههای 2 ( IIA ) و 13 ( IIIA ) قرار دارند.

عنصرهای دسته f ( عنصرهای واسطه داخلی ) : عنصرهای که اوربیتال nS لایه ظرفیت آنها یک یا دو الکترون و اوربیتال ( n-2 )f آنها در حال پر شدن است، به نام عنصرهای واسطه داخلی مشهورند و به دو سری تقسیم می شوند.

- سری لانتانیدها : عنصرهای که اوربیتال 4f آنها در حال پر شدن است. این عنصرها به نام لانتانیدها و یا خاکهای کمیاب مشهورند و شامل 14 عنصر از سریم ( Ce₅₈) تا لوتسیم ( Lu₇₁) می باشند. مکان اصلی این عنصرها در خانه شماره 57 کنار عنصر لانتان می باشد که آنها را به پایین جدول انتقال داده اند.

- سری آکتینیدها : عنصرهای که اوربیتال 5f آنها در حال پر شدن است. این عنصرها به نام آکتینیدها مشهورند و شامل 14 عنصر از توریم    ( Th₉₀) تا لورانسیم ( Lr₁₀₃) می باشند. همگی جزو عنصرهای سنگین و رادیو اکتیو هستند و اغلب به طور مصنوعی تهیه می شوند. مکان اصلی این عنصرها  نیز در خانه شماره 89 کنار عنصر آکتینیم می باشد.

مشابهت جدول تناوبی با آرایش الکترونی اتمها را می توان به این صورت به خاطر سپرد.

          1s        2s, 2p       3s, 3p      4s, 3d, 4p       5s, 4d, 5p      6s, 4f, 5d, 6p     7s, 5f, 6d, 7p

در هر دوره اگر شماره دوره را n   در نظر بگیریم وضعیت شماره لایه برای هر اوربیتال به این صورت است.                        

                  nS , nP           -            nS , (n-1)d           -          nS , (n-2)f  

عنصرهای دسته S ( فلزهای قلیائی و قلیائی خاکی ) از دوره اول شروع می شوند.

عنصرهای دسته P ( نافلزها ) از دوره دوم شروع می شوند. 

عنصرهای دسته d ( فلزهای واسطه ) از دوره چهارم شروع می شوند.

عنصرهای دسته f ( عنصرهای واسطه داخلی ) از دوره ششم شروع می شوند. لانتانیدها 4f  دوره ششم و آکتینیدها 5f در دوره هفتم قرار دارند.