La tavola periodica è organizzata in colonne e righe. Il numero di protoni nel nucleo aumenta quando si legge la tavola periodica da destra a sinistra. Ogni riga rappresenta un livello di energia. Gli elementi in ciascuna colonna condividono proprietà simili e lo stesso numero di elettroni di valenza. Gli elettroni di valenza sono il numero di elettroni nel livello energetico più esterno.
Numero di elettroni
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Il numero di elettroni in ciascun livello di energia viene visualizzato sulla tavola periodica. Il numero di elementi in ogni riga mostra quanti elettroni sono necessari per riempire ogni livello. L'idrogeno e l'elio sono nella prima riga, o periodo, della tavola periodica. Pertanto, il primo livello di energia può avere un totale di due elettroni. Il secondo livello di energia può avere otto elettroni. Il terzo livello di energia può avere un totale di 18 elettroni. Il quarto livello di energia può avere 32 elettroni. Secondo il principio di Aufbau, gli elettroni riempiranno prima i livelli di energia più bassi e si svilupperanno nei livelli più alti solo se il livello di energia prima di essere pieno.
Orbitali
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Ogni livello energetico è costituito da aree note come orbitali. Un orbitale è un'area di probabilità in cui si possono trovare gli elettroni. Ogni livello di energia, tranne il primo, ha più di un orbitale. Ogni orbitale ha una forma specifica. Questa forma è determinata dall'energia posseduta dagli elettroni nell'orbitale. Gli elettroni possono muoversi casualmente ovunque all'interno della forma dell'orbitale. Le caratteristiche di ciascun elemento sono determinate dagli elettroni nell'orbitale.
L'orbitale S
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L'orbitale s ha la forma di una sfera. L'orbitale s è sempre il primo ad essere riempito in ogni livello di energia. Le prime due colonne della tavola periodica sono conosciute come il blocco s. Ciò significa che gli elettroni di valenza per queste due colonne esistono in un orbitale s. Il primo livello di energia contiene solo un orbitale s. Ad esempio, l'idrogeno ha un elettrone nell'orbitale s. L'elio ha due elettroni nell'orbitale s, che riempiono il livello di energia. Poiché il livello di energia dell'elio è pieno di due elettroni, l'atomo è stabile e non reagisce.
L'orbitale P
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L'orbitale p inizia a riempirsi una volta che l'orbitale s è stato riempito in ogni livello di energia. Ci sono tre orbitali p per livello di energia, ciascuno a forma di pala di un'elica. Ciascuno degli orbitali p contiene due elettroni, per un totale di sei elettroni negli orbitali p. Secondo la regola di Hund, ogni orbitale p per livello di energia deve ricevere un elettrone prima di guadagnare un secondo elettrone. Il blocco p inizia con la colonna contenente boro e termina con la colonna dei gas nobili.
Gli orbitali D e F
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Gli orbitali d e f sono molto complessi. Ci sono cinque orbitali-d per livello di energia, a partire dal terzo livello di energia. I metalli di transizione costituiscono gli orbitali d. Ci sono sette orbitali f per livello di energia a partire dal quinto livello di energia. Il lantanide e l'actinide costituiscono gli orbitali f.