Elementer på det periodiske systemet tilhører grupper og perioder. Gruppene i det periodiske systemet er kolonnene. Periodene i det periodiske systemet er radene.
TL; DR (for lang; Leste ikke)
Elementer fra samme periode har samme hovedkvantetall, som beskriver både størrelsen og energien til et atoms ytterste elektronskall.
Elektronskjell
Elektronene til et atom kretser rundt kjernen i en uklar sky styrt av sannsynlighet. Det kan imidlertid være nyttig å tenke på elektronbaner som stive skjell som inneholder et antall forskjellige mulige elektronbaner. Når et atoms atomnummer øker, må skallene imøtekomme et økende antall elektroner. Det ytterste skallet kalles valensskall; periodetallet refererer til dette skallet.
Kvantetall
Utformingen av et elektrones mulige posisjon i et atom styres av kvantetall. Hovedkvantetallet, n, tilsvarer størrelsen og energien til elektronskjell. Det kan ha ikke-null heltallverdier: 1, 2, 3 og så videre. Når tallene øker, øker både størrelsen og energien til elektronskallet. Det andre kvantetallet, l, tilsvarer formen til orbitalene i et skall. Disse tallene refereres vanligvis til med tilsvarende bokstaver: 0 = s, 1 = p, 2 = d og 3 = f. Verdien av l kan variere mellom null og n-1. For eksempel, hvis et elektron har et hovedkvantetall på 2, kan det eksistere i en av to forskjellige baneformer, s eller p. Det tredje kvantetallet, m, tilsvarer orienteringen til orbitalene. Det tredje kvantetallet må alltid være mellom -l og + l. Derfor er det en s-orbital, tre p-orbitaler, fem d-orbitaler og syv f-orbitaler.
Legge til elektroner og bevege deg over det periodiske systemet
Et enkelt par elektroner fyller en bane. Hydrogen har ett elektron, slik at det opptar den første bane: 1s. Helium har to elektroner, som begge fortsatt passer i 1-orbitalen. Det neste elementet, litium, har tre elektroner. De to første passer i 1-orbitalen. Det tredje elektronet må imidlertid være i en ny bane. Hovedkvantetallet 1 begrenser det andre kvantetallet til null, noe som igjen betyr at det tredje også må være null. Derfor tas hele plassen til det første skallet opp. Neste elektron må eksistere i et nytt skall og orbital: 2s orbital. Dette betyr at hovedkvantetallet har økt; elementet må være i en annen periode. Som forventet begynner litium gruppe 2 i det periodiske systemet, da valensskallet har et hovedkvantetall på 2.
Atomic Radius Trender
Atomer endrer ikke hovedkvantetall når du beveger deg fra venstre til høyre over det periodiske systemet. Derfor eksisterer alle elektronene i omtrent samme avstand fra kjernen. Flere protoner er imidlertid lagt til. Dette skaper en større positiv ladning i kjernen, noe som resulterer i et større innadgående trekk på elektroner. Derfor reduseres atomradiusen, eller avstanden fra kjernen til atomets ytterste kant, når du beveger deg over en periode. På den annen side øker periodetallet når du beveger deg ned i det periodiske systemet. Hovedkvantetallet øker, og derfor øker elektronskyen i størrelse. I sin tur øker atomradiusen når du beveger deg ned det periodiske systemet.