Os elementos da tabela periódica pertencem a grupos e períodos. Os grupos da tabela periódica são as colunas. Os períodos da tabela periódica são as linhas.
TL; DR (muito longo; Não li)
Elementos do mesmo período compartilham o mesmo número quântico principal, que descreve o tamanho e a energia da camada de elétrons mais externa de um átomo.
Cascas de elétrons
Os elétrons de um átomo orbitam o núcleo em uma nuvem difusa governada pela probabilidade. Pode ser útil, no entanto, pensar nas órbitas de elétrons como camadas rígidas contendo vários orbitais de elétrons diferentes possíveis. À medida que o número atômico de um átomo aumenta, suas camadas devem acomodar um número crescente de elétrons. A camada mais externa é chamada de camada de valência; o número do período refere-se a esta casca.
Números quânticos
O layout da possível posição de um elétron em um átomo é governado por números quânticos. O número quântico principal, n, corresponde ao tamanho e à energia das camadas de elétrons. Ele pode ter valores inteiros diferentes de zero: 1, 2, 3 e assim por diante. À medida que os números aumentam, tanto o tamanho quanto a energia da camada de elétrons aumentam. O segundo número quântico, l, corresponde à forma dos orbitais dentro de uma casca. Esses números são normalmente referidos por suas letras correspondentes: 0 = s, 1 = p, 2 = d e 3 = f. O valor de l pode variar entre zero e n-1. Por exemplo, se um elétron tem um número quântico principal de 2, ele pode existir em uma das duas formas orbitais diferentes, s ou p. O terceiro número quântico, m, corresponde à orientação dos orbitais. O terceiro número quântico deve estar sempre entre -l e + l. Portanto, há um orbital s, três orbitais p, cinco orbitais d e sete orbitais f.
Adicionando elétrons e movendo-se pela tabela periódica
Um único par de elétrons preenche um orbital. O hidrogênio tem um elétron, de modo que ocupa o primeiro orbital: 1s. O hélio tem dois elétrons, os quais ainda cabem no orbital 1s. O próximo elemento, o lítio, tem três elétrons. Os dois primeiros se encaixam no orbital 1s. O terceiro elétron, entretanto, deve estar em um novo orbital. O número quântico principal 1 restringe o segundo número quântico a zero, o que significa que o terceiro também deve ser zero. Portanto, todo o espaço de associado com a primeira casca é ocupado. O próximo elétron deve existir em uma nova camada e orbital: o orbital 2s. Isso significa que o número quântico principal aumentou; o elemento deve estar em um período diferente. Como esperado, o lítio inicia o grupo 2 da tabela periódica, pois sua camada de valência tem um número quântico principal de 2.
Tendências de raio atômico
Os átomos não mudam os números quânticos principais conforme você se move da esquerda para a direita na tabela periódica. Portanto, todos os elétrons existem aproximadamente à mesma distância do núcleo. Mais prótons, no entanto, são adicionados. Isso cria uma carga positiva maior no núcleo, resultando em uma maior atração para dentro dos elétrons. Conseqüentemente, o raio atômico, ou a distância do núcleo até a borda externa do átomo, na verdade diminui à medida que você se move ao longo de um período. Por outro lado, conforme você desce na tabela periódica, o número do período aumenta. O número quântico principal aumenta e, portanto, a nuvem de elétrons aumenta de tamanho. Por sua vez, o raio atômico aumenta conforme você desce na tabela periódica.