Okresowa klasyfikacja pierwiastków

Elektrony zajmujące najbardziej zewnętrzną powłokę atomu to elektrony walencyjne, podczas gdy elektrony zajmujące wewnętrzne główne poziomy energetyczne to elektrony rdzenia. 

Atom sodu o konfiguracji elektronowej [Ne]3s¹ ma trzy główne poziomy energetyczne. Pełne wewnętrzne główne poziomy energetyczne z [He]2s²2 p⁶ wskazują, że istnieje dziesięć elektronów rdzenia, po których następuje trzeci najbardziej zewnętrzny poziom zawierający pozostały jeden elektron. Dlatego sód ma jeden elektron walencyjny. Podobnie chlor ma dziesięć elektronów rdzeniowych i siedem elektronów walencyjnych.

Elektrony walencyjne znajdują się najdalej od jądra i są utrzymywane najluźniej. W związku z tym najłatwiej je zgubić lub podzielić i odgrywają ważną rolę w wiązaniach chemicznych.

Pierwiastki, które mają taką samą liczbę elektronów walencyjnych, wykazują podobne właściwości chemiczne, co widać z układu we współczesnym układzie okresowym pierwiastków. 

W przypadku pierwiastków grupy głównej literowy numer grupy jest równy liczbie elektronów walencyjnych, a numer wiersza jest równy najwyższej głównej liczbie kwantowej tego pierwiastka.

Każdy pierwiastek w grupie ma taką samą liczbę elektronów dostępnych do wiązania. W dół grupy główna liczba kwantowa wzrasta o jeden, podczas gdy liczba elektronów walencyjnych pozostaje taka sama. 

Dwie skrajnie lewe kolumny układu okresowego stanowią blok s. W przypadku tych pierwiastków ostatni elektron wchodzi na orbital s. Pierwiastki z grupy pierwszej, z wyjątkiem wodoru, nazywane są metalami alkalicznymi i są niezwykle reaktywne, ponieważ mają tylko jeden elektron walencyjny. Pierwiastki grupy drugiej to metale ziem alkalicznych z dwoma elektronami w powłoce walencyjnej. 

Sześć skrajnie prawych kolumn tworzy blok p. Powłoka walencyjna tych pierwiastków całkowicie zajęła orbitale s, a ostatni elektron wchodzi na orbital p. Od grupy trzeciej A do grupy ósmej A liczba elektronów na orbitalach p zwiększa się o jeden. Gazy szlachetne mają osiem elektronów walencyjnych, z wyjątkiem helu, który należy do bloku s i ma tylko dwa elektrony.

Blok d składa się z dziesięciu kolumn umieszczonych między blokiem s i p. Pierwiastki te nazywane są metalami przejściowymi. Ostatni elektron wchodzi na orbital d powłoki głównej o numerze jeden mniejszym niż numer rzędu. W czwartym rzędzie wypełniają się trzy orbitale d, w piątym rzędzie wypełniają się cztery orbitale d i tak dalej.

Wewnętrzne elementy przejściowe tworzą blok f i mają ostatni elektron wchodzący na orbital f. Główna liczba kwantowa orbitali f, które wypełniają każdy rząd, jest o dwa mniejsza niż liczba wiersza. W szóstym rzędzie wypełniają się cztery orbitale f, aw siódmym rzędzie wypełnia się pięć orbitali f. Wewnętrzne pierwiastki przejściowe są ułożone w szereg lantanowców i szereg aktynowców

.

Liczba kolumn w każdym bloku wskazuje, ile elektronów można wypełnić na poziomie podrzędnym bloku. Dwie  kolumny w bloku s korelują z orbitalem s z dwoma elektronami, sześć kolumn w bloku p reprezentuje trzy orbitale p z sześcioma elektronami, podczas gdy dziesięć kolumn w bloku d odpowiada pięciu orbitalom d z dwoma elektronami każdy.

Wreszcie, blok f składa się z czternastu kolumn wskazujących maksymalną pojemność siedmiu orbitali f.