元素は原子でできており、原子の構造によって、他の化学物質と相互作用するときにどのように動作するかが決まります。 原子がさまざまな環境でどのように動作するかを決定する際の鍵は、原子内の電子の配置にあります。
TL; DR（長すぎる; 読んでいない）
原子が反応すると、電子を獲得または喪失したり、隣接する原子と電子を共有して化学結合を形成したりすることができます。 原子が電子を獲得、喪失、または共有しやすいことが、その反応性を決定します。
原子構造
原子は、陽子、中性子、電子の3種類の亜原子粒子で構成されています。 原子の同一性は、その陽子番号または原子番号によって決定されます。 たとえば、6つの陽子を持つ原子はすべて炭素として分類されます。 原子は中性の実体であるため、常に同じ数の正に帯電した陽子と負に帯電した電子を持っています。 電子は中心核を周回し、正に帯電した原子核と電子自体の間の静電引力によって所定の位置に保持されていると言われています。 電子はエネルギー準位または殻に配置されます：原子核の周りの空間の定義された領域。 電子は利用可能な最低のエネルギー準位、つまり原子核に最も近いエネルギー準位を占めますが、各エネルギー準位には限られた数の電子しか含めることができません。 最も外側の電子の位置は、原子の振る舞いを決定する上で重要です。
完全な外部エネルギーレベル
原子内の電子の数は、陽子の数によって決まります。 これは、ほとんどの原子が部分的に満たされた外部エネルギー準位を持っていることを意味します。 原子が反応すると、外部電子を失うか、余分な電子を獲得するか、別の原子と電子を共有することによって、完全な外部エネルギーレベルを達成しようとする傾向があります。 これは、原子の電子配置を調べることで原子の振る舞いを予測できることを意味します。 ネオンやアルゴンなどの希ガスは、その不活性特性で注目に値します。これらは、 彼らはすでに安定した完全な外部エネルギーを持っているので、非常に極端な状況下を除いて化学反応 レベル。
周期表
元素の周期表は、同様の特性を持つ元素または原子が列にグループ化されるように配置されています。 各列またはグループには、同様の電子配置を持つ原子が含まれています。 たとえば、周期表の左側の列にあるナトリウムやカリウムなどの元素には、それぞれ最も外側のエネルギーレベルに1つの電子が含まれています。 それらはグループ1に属すると言われ、外側の電子は原子核に弱く引き付けられるだけなので、簡単に失われる可能性があります。 これにより、グループ1の原子の反応性が高くなります。他の原子との化学反応で外部電子がすぐに失われます。 同様に、グループ7の要素は、外部エネルギーレベルに単一の空孔があります。 完全な外部エネルギーレベルが最も安定しているため、これらの原子は他の物質と反応するときに追加の電子を容易に引き付けることができます。
イオン化エネルギー
イオン化エネルギー（I.E.）は、原子から電子を簡単に除去できる尺度です。 イオン化エネルギーの低い元素は、外側の電子を失うことで容易に反応します。 イオン化エネルギーは、原子の各電子を連続的に除去するために測定されます。 最初のイオン化エネルギーは、最初の電子を除去するために必要なエネルギーを指します。 2番目のイオン化エネルギーとは、2番目の電子を除去するために必要なエネルギーなどを指します。 原子の連続するイオン化エネルギーの値を調べることにより、その可能性のある動作を予測できます。 たとえば、グループ2の元素カルシウムは1番目のI.E.が低くなっています。 1モルあたり590キロジュールで、2番目のI.E.は比較的低いです。 1モルあたり1145キロジュールの。 ただし、3番目のI.E. 1モルあたり4912キロジュールとはるかに高いです。 これは、カルシウムが反応すると、最初の2つの簡単に除去できる電子を失う可能性が最も高いことを示唆しています。
電子親和力
電子親和力（Ea）は、原子がどれだけ簡単に余分な電子を獲得できるかを示す尺度です。 電子親和力が低い原子は非常に反応性が高い傾向があります。たとえば、フッ素が最も反応性が高いです。 周期表の反応性元素であり、-328キロジュールで非常に低い電子親和力を持っています モルあたり。 イオン化エネルギーと同様に、各要素には、1番目、2番目、3番目の電子を加算する電子親和力などを表す一連の値があります。 繰り返しになりますが、元素の連続する電子親和力は、元素がどのように反応するかを示します。