Das Periodensystem ist in Spalten und Zeilen organisiert. Beim Lesen des Periodensystems von rechts nach links nimmt die Anzahl der Protonen im Kern zu. Jede Zeile steht für ein Energieniveau. Die Elemente in jeder Spalte haben ähnliche Eigenschaften und die gleiche Anzahl von Valenzelektronen. Valenzelektronen sind die Anzahl der Elektronen im äußersten Energieniveau.
Anzahl der Elektronen
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Die Anzahl der Elektronen in jedem Energieniveau wird im Periodensystem angezeigt. Die Anzahl der Elemente in jeder Reihe zeigt an, wie viele Elektronen benötigt werden, um jede Ebene zu füllen. Wasserstoff und Helium stehen im Periodensystem in der ersten Reihe oder Periode. Daher kann das erste Energieniveau insgesamt zwei Elektronen aufweisen. Das zweite Energieniveau kann acht Elektronen haben. Das dritte Energieniveau kann insgesamt 18 Elektronen aufweisen. Das vierte Energieniveau kann 32 Elektronen haben. Nach dem Aufbauprinzip füllen Elektronen zuerst die niedrigsten Energieniveaus und bauen sich nur dann in die höheren ein, wenn das Energieniveau davor voll ist.
Orbitale
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Jedes Energieniveau besteht aus Bereichen, die als Orbital bezeichnet werden. Ein Orbital ist ein Wahrscheinlichkeitsbereich, in dem Elektronen gefunden werden können. Jedes Energieniveau, mit Ausnahme des ersten, hat mehr als ein Orbital. Jedes Orbital hat eine bestimmte Form. Diese Form wird durch die Energie der Elektronen im Orbital bestimmt. Elektronen können sich beliebig innerhalb der Form des Orbitals bewegen. Die Eigenschaften jedes Elements werden durch die Elektronen im Orbital bestimmt.
Das S-Orbital
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Das s-Orbital hat die Form einer Kugel. Das s-Orbital ist immer das erste, das in jedem Energieniveau gefüllt wird. Die ersten beiden Spalten des Periodensystems werden als S-Block bezeichnet. Dies bedeutet, dass die Valenzelektronen für diese beiden Säulen in einem s-Orbital vorliegen. Das erste Energieniveau enthält nur ein s-Orbital. Wasserstoff hat beispielsweise ein Elektron im s-Orbital. Helium hat zwei Elektronen im s-Orbital, die das Energieniveau ausfüllen. Da das Energieniveau von Helium mit zwei Elektronen gefüllt ist, ist das Atom stabil und reagiert nicht.
Das P-Orbital
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Das p-Orbital beginnt sich zu füllen, sobald das s-Orbital in jedem Energieniveau gefüllt ist. Es gibt drei p-Orbitale pro Energieniveau, die jeweils wie ein Propellerblatt geformt sind. Jedes der p-Orbitale enthält zwei Elektronen, insgesamt also sechs Elektronen in den p-Orbitalen. Nach der Hundschen Regel muss jedes p-Orbital pro Energieniveau ein Elektron erhalten, bevor es ein zweites Elektron erhält. Der p-Block beginnt mit der Säule mit Bor und endet mit der Säule mit Edelgasen.
Die D- und F-Orbitale
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Die d- und f-Orbitale sind sehr komplex. Es gibt fünf d-Orbitale pro Energieniveau, beginnend mit dem dritten Energieniveau. Die Übergangsmetalle bilden die d-Orbitale. Es gibt sieben f-Orbitale pro Energieniveau, beginnend mit dem fünften Energieniveau. Das Lanthanoid und Actinid bilden die f-Orbitale.