Elementele din tabelul periodic aparțin grupurilor și perioadelor. Grupurile din tabelul periodic sunt coloanele. Perioadele tabelului periodic sunt rândurile.
TL; DR (Prea lung; Nu am citit)
Elementele din aceeași perioadă împărtășesc același număr cuantic principal, care descrie atât mărimea, cât și energia învelișului de electroni cel mai exterior al unui atom.
Cochilii de electroni
Electronii unui atom orbitează nucleul într-un nor fuzzy guvernat de probabilitate. Totuși, poate fi util să ne gândim la orbite de electroni ca la cochilii rigide care conțin un număr de orbitali de electroni diferiți posibili. Pe măsură ce numărul atomic al unui atom crește, cojile sale trebuie să găzduiască un număr tot mai mare de electroni. Coaja exterioară se numește coaja de valență; numărul perioadei se referă la acest shell.
Numere cuantice
Dispunerea posibilei poziții a electronului într-un atom este guvernată de numere cuantice. Numărul cuantic principal, n, corespunde dimensiunii și energiei cojilor de electroni. Poate avea valori întregi nenule: 1, 2, 3 și așa mai departe. Pe măsură ce numerele cresc, atât mărimea cât și energia cojii electronilor cresc. Al doilea număr cuantic, l, corespunde formei orbitalilor din interiorul unei cochilii. Aceste numere sunt de obicei menționate prin literele corespunzătoare: 0 = s, 1 = p, 2 = d și 3 = f. Valoarea lui poate varia între zero și n-1. De exemplu, dacă un electron are un număr cuantic principal de 2, acesta ar putea exista într-una din cele două forme orbitale diferite, s sau p. Al treilea număr cuantic, m, corespunde orientării orbitalilor. Al treilea număr cuantic trebuie să fie întotdeauna între -l și + l. Prin urmare, există un orbital s, trei orbital p, cinci orbital d și șapte orbital f.
Adăugarea de electroni și deplasarea peste tabelul periodic
O singură pereche de electroni umple un orbital. Hidrogenul are un singur electron, astfel încât acesta ocupă primul orbital: 1s. Heliul are doi electroni, ambii încă încap în orbitalul 1s. Următorul element, litiul, are trei electroni. Primele două se încadrează în orbitalul 1s. Cu toate acestea, al treilea electron trebuie să fie într-un orbital nou. Numărul cuantic 1 principal restricționează al doilea număr cuantic la zero, ceea ce înseamnă că al treilea trebuie să fie și zero. Prin urmare, este ocupat tot spațiul asociat cu primul shell. Următorul electron trebuie să existe într-o nouă coajă și orbital: orbitalul 2s. Aceasta înseamnă că numărul cuantic principal a crescut; elementul trebuie să se afle într-o perioadă diferită. Așa cum era de așteptat, litiul începe grupa 2 a tabelului periodic, deoarece carcasa sa de valență are un număr cuantic principal de 2.
Tendințe ale razei atomice
Atomii nu modifică numerele cuantice principale pe măsură ce vă deplasați de la stânga la dreapta peste tabelul periodic. Prin urmare, electronii există toți la aproximativ aceeași distanță de nucleu. Cu toate acestea, se adaugă mai mulți protoni. Acest lucru creează o sarcină pozitivă mai mare la nivelul nucleului, rezultând o atracție mai mare spre electroni. Prin urmare, raza atomică sau distanța de la nucleu la marginea exterioară a atomului scade de fapt pe măsură ce vă deplasați într-o perioadă. Pe de altă parte, pe măsură ce vă deplasați în jos în tabelul periodic, numărul perioadei crește. Numărul cuantic principal crește și, prin urmare, norul de electroni crește în dimensiune. La rândul său, raza atomică crește pe măsură ce vă deplasați în jos în tabelul periodic.