סיווג מחזורי של היסודות

האלקטרונים המאכלסים את הקליפה החיצונית ביותר של אטום הם אלקטרוני ערכיות, ואילו אלקטרונים המאכלסים את רמות האנרגיה היסודיות הם אלקטרוני ליבה. לאטום נתרן עם תצורת אלקטרונים Ne]3s1 שלוש רמות אנרגיה יסודיות. רמות האנרגיה היסודיות הפנימיות השלמות עם 2s22p6 מעידות על כך שיש עשרה אלקטרוני ליבה, ואחריהם הרמה השלישית החיצונית מכילה את האלקטרון האחד הנותר.

לכן לנתרן יש אלקטרון ערכיות אחד. בדומה לכך, לכלור יש עשרה אלקטרוני ליבה ושבעה אלקטרוני ערכיות. אלקטרוני ערכיות הם הרחוקים ביותר מהגרעין ומוחזקים בצורה הרופפת ביותר.

לכן הכי קל לגרוע או לשתף אותם, והם בעלי תפקיד חשוב בקשרים כימיים. יסודות שמספר אלקטרוני הערכיות שלהם זהה הם בעלי תכונות כימיות דומות, כפי שניתן לראות מהסדר בטבלה המחזורית המודרנית. ביסודות הקבוצה המרכזית, האות המסמלת את הקבוצה שווה למספר אלקטרוני הערכיות ומספר השורה שווה למספר הקוונטי היסודי הגבוה ביותר של אותו יסוד.

לכל יסוד בקבוצה אותו מספר אלקטרונים הזמינים לקשר. כשיורדים בשורה, המספר הקוונטי היסודיים עולה באחת, ואילו מספר אלקטרוני הערכיות נשאר ללא שינוי. שתי העמודות השמאליות הקיצוניות של הטבלה המחזורית מהווים את s-block.

ביסודות אלה, האלקטרון האחרון נכנס לאורביטל-s. קבוצת היסודות בטור הראשון, למעט מימן, נקראת מתכות אלקליות"והן מגיבות בקלות מפני שיש להם רק אלקטרון ערכיות אחד. קבוצת היסודות בטור השני כוללת מתכות אלקליות עפרוריות עם שני אלקטרונים בקליפת הערכיות.

שש העמודות בצד הימני הקיצוני יוצרות את p-block. קליפת הערכיות של יסודות אלה מאכלסת לחלוטין את אורביטלי-s והאלקטרון האחרון נכנס לאורביטל-p. מקבוצה 3-A לקבוצה 8-A, מספר האלקטרונים באורביטלי p עולה באחת.

לגזים האצילים שמונה אלקטרוני ערכיות למעט הליום, השייך ל-s-block ויש לו רק שני אלקטרונים. d-block מורכב מעשר העמודות המוצבות בין s ל-p-block. יסודות אלה מכונים מתכות מעבר"האלקטרון האחרון נכנס לאורביטל-d של הקליפה היסודית שמספרה קטן באחת ממספר השורה.

השורה הרביעית ממלאת אורביטלי 3-d השורה החמישית ממלאת אורביטלי 4-d וכן הלאה. יסודות מעבר פנימיים מהווים את f-block והם בעלי האלקטרון האחרון שנכנס ל-f-orbital. מספר הקוונטום היסודי של אורביטלי-f שמתמלא לאורך כל שורה הוא שניים פחות ממספר השורה.

בשורה השישית מתמלאים ארבעה אורביטלי-f ובשורה השביעית מתמלאים חמישה אורביטלי-f. יסודות מעבר פנימיים מסודרים בסדרות הלנטנידים ואקטינידים. מספר העמודות בכל בלוק מציין כמה אלקטרונים יכולים למלא את רמת המשנה של הבלוק.

שתי עמודות ב-s-block מתאימות לאורביטל-s עם שני אלקטרונים, שש עמודות ב-p-block מייצגות שלושה אורביטלי-p עם שישה אלקטרונים, ואילו עשר עמודות ב-d-block תואמות לחמישה אורביטלי-d עם שני אלקטרונים כל אחד. לבסוף, f-block כולל 14 עמודות המציינות את הקיבולת המרבית של שבעה אורביטלי-f.