Periodieke classificatie van de elementen

De elektronen die de buitenste schil van een atoom bezetten, zijn valentie-elektronen, terwijl elektronen die de binnenste hoofdenergieniveaus bezetten kernelektronen zijn. Een natriumatoom met een 3s1-elektronenconfiguratie heeft drie hoofdenergieniveaus. De volledige innerlijke hoofdenergieniveaus met 2s22p6 geven aan dat er tien kernelektronen zijn, gevolgd door het derde buitenste niveau dat het resterende ene elektron bevat.

Daarom heeft natrium één valentie-elektron. Evenzo heeft chloor tien kernelektronen en zeven valentie-elektronen. Valentie-elektronen bevinden zich het verst van de kern en worden het meest losjes vastgehouden.

Daarom zijn ze het gemakkelijkst te verliezen of te delen en spelen ze een belangrijke rol bij chemische binding. Elementen met hetzelfde aantal valentie-elektronen vertonen vergelijkbare chemische eigenschappen, zoals te zien is in de opstelling in het moderne periodiek systeem. Voor hoofdgroepelementen is het geletterde groepsnummer gelijk aan het aantal valentie-elektronen en is het rijnummer gelijk aan het hoogste hoofdkwantumgetal van dat element.

Elk element in een groep heeft hetzelfde aantal elektronen beschikbaar voor binding. Onderaan de groep neemt het belangrijkste kwantumgetal met één toe, terwijl het aantal valentie-elektronen hetzelfde blijft. De twee uiterst linkse kolommen van het periodiek systeem vormen het s-blok.

Voor deze elementen gaat het laatste elektron een s-orbitaal binnen. Groep één elementen behalve waterstof worden de alkalimetalen genoemd en zijn extreem reactief omdat ze slechts één valentie-elektron hebben. Groep twee elementen zijn de aardalkalimetalen met twee elektronen in de valentieschil.

De zes uiterst rechtse kolommen vormen het p-blok. De valentieschil van deze elementen heeft de s-orbitalen volledig bezet en het laatste elektron komt de p-orbitaal binnen. Van groep drie A tot groep acht A neemt het aantal elektronen in p-orbitalen met één toe.

De edelgassen hebben acht valentie-elektronen behalve helium, dat tot het s-blok behoort, en slechts twee elektronen heeft. Het d-blok bestaat uit de tien kolommen die tussen het s-en p-blok zijn geplaatst. Deze elementen worden de overgangsmetalen genoemd.

Het laatste elektron komt de d-orbitaal van de hoofdschil één minder binnen dan het rijnummer. In de vierde rij vullen 3d-orbitalen zich, in de vijfde rij vullen 4d-orbitalen zich, enzovoort. Binnenste overgangselementen vormen het f-blok en laten het laatste elektron een f-orbitaal binnengaan.

Het hoofdkwantumgetal van de f-orbitalen die in elke rij worden gevuld, is twee minder dan het rijnummer. In de zesde rij vullen de vier f-orbitalen zich en in de zevende rij vullen de vijf f-orbitalen zich. Binnenste overgangselementen zijn gerangschikt in de lanthanidenreeks en de actinidenreeks.

Het aantal kolommen in elk blok geeft aan hoeveel elektronen er in het subniveau van het blok kunnen worden gevuld. Twee kolommen in het s-blok correleren met een s-orbitaal met twee elektronen, zes kolommen in het p-blok vertegenwoordigen drie p-orbitalen met zes elektronen, terwijl tien kolommen in het d-blok overeenkomen met vijf d-orbitalen met elk twee elektronen. Ten slotte bestaat het f-blok uit veertien kolommen die de maximale capaciteit van zeven f-orbitalen aangeven.