Element i det periodiska systemet tillhör grupper och perioder. Grupperna i det periodiska systemet är kolumnerna. Perioderna i det periodiska systemet är raderna.
TL; DR (för lång; Läste inte)
Element av samma period delar samma huvudkvantnummer, som beskriver både storleken och energin hos en atoms yttersta elektronskal.
Elektronskal
Elektronerna i en atom kretsar kring kärnan i ett suddigt moln styrt av sannolikhet. Det kan dock vara användbart att tänka på elektronbanor som styva skal som innehåller ett antal olika möjliga elektronorbitaler. När en atoms atomnummer ökar måste dess skal rymma ett ökande antal elektroner. Det yttersta skalet kallas valensskal; periodnumret hänvisar till detta skal.
Kvantnummer
Layouten för en elektronns möjliga position i en atom styrs av kvantnummer. Huvudkvantantalet, n, motsvarar elektronskalens storlek och energi. Det kan ha icke-nollvärden: 1, 2, 3 och så vidare. När siffrorna ökar ökar både storleken och energin hos elektronskalet. Det andra kvantantalet, l, motsvarar formen på orbitalerna i ett skal. Dessa siffror hänvisas vanligtvis till med motsvarande bokstäver: 0 = s, 1 = p, 2 = d och 3 = f. Värdet på l kan ligga mellan noll och n-1. Till exempel, om en elektron har ett huvudkvantantal på 2, kan den existera i en av två olika omloppsformer, s eller p. Det tredje kvantantalet, m, motsvarar orbitalernas orientering. Det tredje kvantantalet måste alltid vara mellan -l och + l. Därför finns det en s-orbital, tre p-orbitaler, fem d-orbitaler och sju f-orbitaler.
Lägga till elektroner och flytta över det periodiska systemet
Ett enda elektronpar fyller ett omlopp. Väte har en elektron, så att den upptar den första banan: 1s. Helium har två elektroner, som båda fortfarande passar i 1s-omloppet. Nästa element, litium, har tre elektroner. De två första passar i 1-omloppet. Den tredje elektronen måste dock vara i en ny omloppsbana. Huvudkvantantalet 1 begränsar det andra kvantantalet till noll, vilket i sin tur betyder att det tredje också måste vara noll. Därför tas hela utrymmet för det första skalet upp. Nästa elektron måste finnas i ett nytt skal och omlopp: 2-omloppet. Detta innebär att huvudkvantantalet har ökat; elementet måste vara i en annan period. Som förväntat börjar litium grupp 2 i det periodiska systemet, eftersom dess valensskal har ett huvudkvantantal på 2.
Atomic Radius Trender
Atomer ändrar inte huvudkvantnummer när du flyttar från vänster till höger över det periodiska systemet. Därför finns elektronerna på ungefär samma avstånd från kärnan. Men fler protoner läggs till. Detta skapar en större positiv laddning vid kärnan, vilket resulterar i en större inåtdragning av elektroner. Därför minskar atomradien eller avståndet från kärnan till atomens yttersta kant när du rör dig över en period. Å andra sidan, när du flyttar ner det periodiska systemet ökar periodantalet. Huvudkvantantalet ökar och därför ökar elektronmolnet i storlek. I sin tur ökar atomradien när du rör dig ner i det periodiska systemet.