Элементы периодической таблицы принадлежат к группам и периодам. Группы периодической таблицы - это столбцы. Периоды периодической таблицы - это строки.
TL; DR (слишком длинный; Не читал)
Элементы одного периода имеют одно и то же главное квантовое число, которое описывает как размер, так и энергию внешней электронной оболочки атома.
Электронные оболочки
Электроны атома вращаются вокруг ядра в нечетком облаке с вероятностью. Однако может быть полезно думать об электронных орбитах как о жестких оболочках, содержащих множество различных возможных электронных орбиталей. По мере увеличения атомного номера атома его оболочки должны вмещать все большее количество электронов. Самая внешняя оболочка называется валентной оболочкой; номер периода относится к этой оболочке.
Квантовые числа
Расположение возможного положения электрона в атоме определяется квантовыми числами. Главное квантовое число n соответствует размеру и энергии электронных оболочек. Он может иметь ненулевые целочисленные значения: 1, 2, 3 и так далее. По мере увеличения числа увеличиваются как размер, так и энергия электронной оболочки. Второе квантовое число l соответствует форме орбиталей внутри оболочки. Эти числа обычно обозначаются соответствующими буквами: 0 = s, 1 = p, 2 = d и 3 = f. Значение l может находиться в диапазоне от нуля до n-1. Например, если электрон имеет главное квантовое число 2, он может существовать в одной из двух разных орбитальных форм, s или p. Третье квантовое число m соответствует ориентации орбиталей. Третье квантовое число всегда должно быть между -l и + l. Следовательно, существует одна s-орбиталь, три p-орбитали, пять d-орбиталей и семь f-орбиталей.
Добавление электронов и перемещение по периодической таблице
Одна пара электронов заполняет орбиталь. Водород имеет один электрон, поэтому он занимает первую орбиталь: 1 с. Гелий имеет два электрона, оба из которых все еще находятся на орбитали 1s. Следующий элемент, литий, имеет три электрона. Первые два уместились на орбите 1с. Однако третий электрон должен находиться на новой орбитали. Главное квантовое число 1 ограничивает второе квантовое число до нуля, что, в свою очередь, означает, что третье также должно быть нулевым. Следовательно, занято все пространство, связанное с первой оболочкой. Следующий электрон должен существовать в новой оболочке и орбитали: 2s-орбитали. Это означает, что главное квантовое число увеличилось; элемент должен быть в другой период. Как и ожидалось, литий начинает группу 2 периодической таблицы, поскольку его валентная оболочка имеет главное квантовое число 2.
Тенденции атомных радиусов
Атомы не изменяют основные квантовые числа при перемещении слева направо по периодической таблице. Следовательно, все электроны существуют примерно на одинаковом расстоянии от ядра. Однако добавляется больше протонов. Это создает больший положительный заряд в ядре, что приводит к большему притяжению электронов внутрь. Следовательно, атомный радиус или расстояние от ядра до внешнего края атома фактически уменьшается по мере того, как вы перемещаетесь через период. С другой стороны, по мере того, как вы перемещаетесь по таблице Менделеева, номер периода увеличивается. Главное квантовое число увеличивается, и, следовательно, электронное облако увеличивается в размерах. В свою очередь, атомный радиус увеличивается по мере движения вниз по таблице Менделеева.