Elemendid koosnevad aatomitest ja aatomi struktuur määrab selle käitumise teiste kemikaalidega suheldes. Võti aatomi käitumise määramiseks erinevates keskkondades peitub elektronide paigutuses aatomis.
TL; DR (liiga pikk; Ei lugenud)
Kui aatom reageerib, võib see võita või kaotada elektrone või jagada elektrone naaber aatomiga, moodustades keemilise sideme. Aatomite reaktsioonivõime määrab lihtsus, millega aatom võib elektrone omandada, kaotada või jagada.
Aatomistruktuur
Aatomid koosnevad kolme tüüpi aatomi osakestest: prootonitest, neutronitest ja elektronidest. Aatomi identiteet määratakse selle prootonarvu või aatomnumbri järgi. Näiteks klassifitseeritakse iga 6 prootoniga aatom süsinikuks. Aatomid on neutraalsed üksused, seega on neil alati võrdne arv positiivselt laetud prootoneid ja negatiivselt laetud elektrone. Elektronid tiirlevad kesk tuuma ümber, mida hoiab positsioonis positiivselt laetud tuuma ja elektronide endi vaheline elektrostaatiline atraktsioon. Elektronid on paigutatud energiatasanditesse või kestadesse: tuuma ümbritsevad määratletud ruumipiirkonnad. Elektronid hõivavad madalaima võimaliku energiataseme, see tähendab kõige lähemal tuumale, kuid iga energiatase võib sisaldada ainult piiratud arvu elektrone. Äärmiste elektronide asukoht on aatomi käitumise määramisel võtmetähtsusega.
Täielik välisenergia tase
Elektronide arv aatomis määratakse prootonite arvu järgi. See tähendab, et enamikul aatomitel on osaliselt täidetud välisenergia tase. Aatomite reageerimisel kipuvad nad püüdma saavutada täieliku välise energiataseme kas väliste elektronide kaotamise, täiendavate elektronide saamise või elektronide teise aatomiga jagamise kaudu. See tähendab, et aatomi käitumist on võimalik ennustada, uurides selle elektronide konfiguratsiooni. Väärisgaasid, nagu neoon ja argoon, on tähelepanuväärsed oma inertse iseloomu poolest: nad ei osale selles keemilised reaktsioonid, välja arvatud väga ekstreemsetes tingimustes, kuna neil on juba stabiilne täielik välisenergia tasemel.
Perioodiline tabel
Elementide perioodiline tabel on paigutatud nii, et sarnaste omadustega elemendid või aatomid on grupeeritud veergudesse. Iga veerg või rühm sisaldab sarnase elektronide paigutusega aatomeid. Näiteks sisaldavad perioodilisustabeli vasakpoolses veerus olevad elemendid nagu naatrium ja kaalium igaühes nende elektrilise taseme 1 elektroni. Väidetavalt kuuluvad nad 1. rühma ja kuna välimine elektron on tuumaga seotud vaid nõrgalt, võib selle kergesti kaotsi minna. See muudab 1. rühma aatomid väga reaktiivseks: nad kaotavad teiste aatomitega keemilistes reaktsioonides hõlpsasti oma välise elektroni. Samamoodi on 7. rühma elementide välimine energiatase üks ja vaba. Kuna kogu välimine energiatase on kõige stabiilsem, võivad need aatomid teiste ainetega reageerides hõlpsasti täiendavat elektroni meelitada.
Ionisatsioonienergia
Ionisatsioonienergia (I.E.) on elektronide aatomist eemaldamise lihtsuse mõõt. Madala ioniseerimisenergiaga element reageerib hõlpsalt, kaotades oma välise elektroni. Ioniseerimisenergiat mõõdetakse aatomi iga elektroni järjestikuse eemaldamise jaoks. Esimene ionisatsioonienergia viitab energiale, mis on vajalik esimese elektroni eemaldamiseks; teine ionisatsioonienergia viitab energiale, mis on vajalik teise elektroni ja nii edasi eemaldamiseks. Uurides aatomi järjestikuste ionisatsioonienergiate väärtusi, saab ennustada tema tõenäolist käitumist. Näiteks 2. rühma elemendi kaltsiumis on madal I. I. 590 kilodžauli kohta mooli kohta ja suhteliselt madal 2. I.E. 1145 kilodžauli mooli kohta. Kuid 3. I.E. on palju suurem - 4912 kilodžauli mooli kohta. See viitab sellele, et kaltsiumi reageerimisel kaotab kõige tõenäolisemalt kaks esimest kergesti eemaldatavat elektroni.
Elektroni afiinsus
Elektroni afiinsus (Ea) on näitaja selle kohta, kui hõlpsalt võib aatom saada lisalektrone. Madala elektronide afiinsusega aatomid kipuvad olema väga reaktiivsed, näiteks on kõige rohkem fluori reaktiivne element perioodilisustabelis ja sellel on -328 kilodžauli juures väga madal elektronide afiinsus mooli kohta. Nagu ionisatsioonienergia puhul, on ka igal elemendil rea väärtusi, mis tähistavad esimese, teise ja kolmanda elektroni ja nii edasi liitmise elektronide afiinsust. Taas annavad elemendi järjestikused elektronide afiinsused märku selle reageerimisest.