Периодни систем, који садржи све природне и луде хемијске елементе, централни је стуб сваке учионице хемије. Овај метод класификације датира из уџбеника из 1869. године, који је написао Дмитриј Иванович Менделејев. Руски научник је приметио да је, када је писао познате елементе по редоследу повећања атомске тежине, лако могао да их сортира у редове на основу сличних карактеристика. Невероватно, сличности су биле толико препознатљиве да је Менделејев у својој периодичној класификацији могао да остави места за неколико неоткривених елемената.
Периодична организација
У периодном систему елемент је дефинисан вертикалном групом и хоризонталним периодом. Сваки период под бројем од једног до седам садржи елементе све већег атомског броја. За разлику од Менделејева оригиналне листе, савремени периодни систем заснован је на атомском броју, односно броју протона у атомском језгру елемента. Протонски број је логичан избор за организовање елемената, јер протони одређују хемијски идентитет атома, док атомска тежина варира у зависности од различитих атомских изотопа. Осамнаест колона је у периодном систему, који се обично називају групама. Свака група садржи неколико елемената који имају слична физичка својства због основне атомске структуре.
Научно образложење
Атом је најмања подела материје која задржава свој идентитет као хемијски елемент; централног је језгра окруженог електронским облаком. Језгро има позитивно наелектрисање због протона који привлаче мале, негативно наелектрисане електроне. Бројеви електрона и протона су једнаки за неутрални атом. Електрони су организовани у орбитале или љуске због принципа квантне механике, који ограничавају број електрона у свакој љусци. Хемијске интеракције између атома обично утичу само на спољне електроне у последњој љусци, званим валентни електрони. Елементи у свакој групи имају једнак број валентних електрона, због чега реагују слично када добијају или губе електроне другим атомима. Електронске љуске се повећавају, што узрокује све већу величину периода периодног система.
Алкални и земноалкални метали
Крајња лева страна периодног система укључује две групе високо реактивних метала. Са изузетком водоника, прва колона се састоји од меканих, сјајних алкалних метала. Ови метали имају само један електрон у својој валентној љусци, који се лако донира другом атому у хемијским реакцијама. Због своје експлозивне реактивности и у ваздуху и у води, алкални метали се у природи ретко могу наћи у свом елементарном облику. У другој групи земноалкални метали имају два валентна електрона, што их чини мало тврђима и мање реактивним. Међутим, ови метали се још увек ретко могу наћи у свом елементарном облику.
Прелазних метала
Већина елемената у периодном систему класификована је као метали. Прелазни метали леже у средишту стола и обухватају групе од три до 12. Ови елементи су чврсти на собној температури, осим живе, и имају металну боју и ковност која се очекује од метала. Будући да валентне шкољке расту толико велике, неки од прелазних метала су извучени из периодног система и додати на дно графикона; они познати као Лантханидес и Ацтинидес. Многи прелазни метали при дну периодног система су ретки и нестабилни.
Металоиди и неметали
На десној страни периодног система, груба дијагонална линија дели метале лево од неметала десно. Преко ове линије прелазе металоиди, као што су германијум и арсен, који имају нека метална својства. Хемичари категоришу све елементе десно од ове линије раздвајања као неметале, са изузетком групе 18 крајње десно. Многи неметали су гасовити и сви су запажени по својој тенденцији да добијају електроне и попуњавају валентне љуске.
Племените гасове
Група 18, на крајњој десној страни периодног система, у потпуности се састоји од гасова. Ови елементи имају пуне валентне љуске и немају тенденцију да добијају нити губе електроне. Као резултат, ови гасови постоје готово искључиво у свом елементарном облику. Хемичари их класификују као племените или инертне гасове. Сви племенити гасови су без боје, мириса и нереагују.