Este es otro efecto interesante de la anómala de la compacidad de los orbitales en la primera aparición de cada tipo de subshell ($1s$, $2p$, $3d$, $4f$, $5g$, etc). Las soluciones a la ecuación de Schrödinger para el electrón wavefunctions en hidrógeno-como los átomos son tales que estos subshells se compone de los orbitales con ningún radial nodos. Esto significa que los electrones en estos subshells están más cerca del núcleo que se podría esperar, y por lo tanto están más fuertemente atado.
La sorprendente similitud química de los lantánidos viene del hecho de que el $4f$ subshell es tanto anómalamente compacto y sometidos a una alta carga nuclear efectiva. Los electrones terminan siendo a cabo tan de cerca al núcleo que ellos efectivos se comportan como núcleo de los electrones, y participan muy poco en las interacciones químicas; lantánidos no forman compuestos de coordinación mediante su $4f$ orbitales, y es muy difícil ir más allá de un estado de oxidación de +3 en la mayoría debido a las pocas condiciones puede compensar la gran energía necesaria para ionizar un cuarto de electrones, junto con la relativamente débil obligado compuestos que forman.
En los actínidos, el $5f$ orbitales no adolecen de la misma falta de radial nodo, y por lo tanto son más químicamente disponibles. La primera mitad de los actínidos mostrar muchos compuestos con altos números de oxidación, y han significativo de la química de coordinación de usar $f$ orbitales. Curiosamente, a medida que avanza el formulario de curio a berkelium, hay un aumento repentino en la renuencia a mostrar altos números de oxidación, y los actínidos más allá de curio tienden a comportarse de manera similar (aunque, por supuesto, la exploración de sus propiedades químicas es significativamente obstaculizado por su rareza y la inestabilidad). Esto es probable porque a pesar de que el $5f$ orbitales tienen un nodo radial, en la segunda mitad de los actínidos son sometidos a una alta carga nuclear efectiva que se vuelvan demasiado fuertemente ligado a mostrar una participación significativa en la química.
Este mismo efecto explica por qué los metales en la primera fila de los metales de transición no se muestran como muchos compuestos estables con altos estados de oxidación en comparación con la segunda y tercera filas, como el $3d$ orbitales son mucho más pequeños que $4d$ o $5d$ orbitales.
