Le tableau périodique est organisé en colonnes et en lignes. Le nombre de protons dans le noyau augmente lors de la lecture du tableau périodique de droite à gauche. Chaque ligne représente un niveau d'énergie. Les éléments de chaque colonne partagent des propriétés similaires et le même nombre d'électrons de valence. Les électrons de valence sont le nombre d'électrons dans le niveau d'énergie le plus externe.
Nombre d'électrons
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Le nombre d'électrons dans chaque niveau d'énergie est affiché sur le tableau périodique. Le nombre d'éléments dans chaque ligne indique le nombre d'électrons nécessaires pour remplir chaque niveau. L'hydrogène et l'hélium sont dans la première ligne, ou point, du tableau périodique. Par conséquent, le premier niveau d'énergie peut avoir un total de deux électrons. Le deuxième niveau d'énergie peut avoir huit électrons. Le troisième niveau d'énergie peut avoir un total de 18 électrons. Le quatrième niveau d'énergie peut avoir 32 électrons. Selon le principe d'Aufbau, les électrons rempliront d'abord les niveaux d'énergie les plus bas et ne s'intégreront aux niveaux les plus élevés que si le niveau d'énergie précédent est plein.
Orbitales
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Chaque niveau d'énergie est composé de zones appelées orbitales. Une orbitale est une zone de probabilité dans laquelle des électrons peuvent être trouvés. Chaque niveau d'énergie, à l'exception du premier, a plus d'une orbitale. Chaque orbitale a une forme spécifique. Cette forme est déterminée par l'énergie que possèdent les électrons de l'orbitale. Les électrons peuvent se déplacer n'importe où dans la forme de l'orbitale au hasard. Les caractéristiques de chaque élément sont déterminées par les électrons dans l'orbitale.
L'orbite S
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L'orbitale s a la forme d'une sphère. L'orbitale s est toujours la première à être remplie dans chaque niveau d'énergie. Les deux premières colonnes du tableau périodique sont appelées le bloc s. Cela signifie que les électrons de valence pour ces deux colonnes existent dans une orbitale s. Le premier niveau d'énergie ne contient qu'une orbitale s. Par exemple, l'hydrogène a un électron dans l'orbitale s. L'hélium a deux électrons dans l'orbitale s, remplissant le niveau d'énergie. Parce que le niveau d'énergie de l'hélium est rempli de deux électrons, l'atome est stable et ne réagit pas.
L'orbite P
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L'orbitale p commence à se remplir une fois que l'orbitale s a été remplie à chaque niveau d'énergie. Il y a trois orbitales p par niveau d'énergie, chacune ayant la forme d'une pale d'hélice. Chacune des orbitales p contient deux électrons, pour un total de six électrons dans les orbitales p. Selon la règle de Hund, chaque orbitale p par niveau d'énergie doit recevoir un électron avant de gagner un deuxième électron. Le bloc p commence par la colonne contenant du bore et se termine par la colonne des gaz rares.
Les orbitales D et F
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Les orbitales d et f sont très complexes. Il y a cinq orbitales d par niveau d'énergie, en commençant par le troisième niveau d'énergie. Les métaux de transition constituent les orbitales d. Il y a sept orbitales f par niveau d'énergie en commençant par le cinquième niveau d'énergie. Le lanthanide et l'actinide constituent les orbitales f.