Периодическая классификация элементов

Электроны, занимающие внешнюю оболочку атома, являются валентными электронами, в то время как электроны, занимающие основные внутренние уровни энергии, являются ядерными электронами. Атом натрия с электронной конфигурацией 3s1 имеет три основных энергетических уровня. Полные внутренние основные энергетические уровни 2s2 2p6 показывают, что есть десять ядерных электронов, за которыми следует третий внешний уровень, содержащий оставшийся один электрон.

Следовательно, у натрия есть один валентный электрон. Точно так же у хлора есть десять ядерных электронов и семь валентных электронов. Валентные электроны находятся дальше всего от ядра и удерживаются наиболее свободно.

Следовательно, их легче всего потерять или отделить, и они играют важную роль в образовании химической связи. Элементы, которые имеют одинаковое количество валентных электронов, обладают схожими химическими свойствами, как видно из расположения в современной периодической таблице. Для элементов основной группы номер группы, обозначенный буквами, равен количеству валентных электронов, а номер строки равен наибольшему главному квантовому числу этого элемента.

Каждый элемент в группе имеет одинаковое количество электронов, доступных для образования связи. Вниз по группе главное квантовое число увеличивается на единицу, в то время как количество валентных электронов остается прежним. Два крайних левых столбца периодической таблицы составляют s-блок.

Для этих элементов последний электрон выходит на s-орбиталь. Элементы первой группы, за исключением водорода, называются щелочными металлами и чрезвычайно реактивны, так как имеют только один валентный электрон. Элементы второй группы это щелочноземельные металлы с двумя электронами в валентной оболочке.

Шесть крайних правых столбцов образуют p-блок. Валентная оболочка этих элементов полностью заняла s-орбитали, и последний электрон переходит на p-орбиталь. От группы три A до группы восемь A количество электронов на p-орбиталях увеличивается на единицу.

Благородные газы имеют восемь валентных электронов, за исключением гелия, который относится к s-блоку и имеет только два электрона. D-блок состоит из десяти столбцов, помещенных между s и p-блоками. Эти элементы называют переходными металлами.

Последний электрон попадает на d-орбиталь главной оболочки с номером на единицу меньше номера строки. В четвертом ряду заполняются 3-d орбитали, в пятом ряду заполняются 4-d орбитали и так далее. Внутренние переходные элементы составляют f-блок, и последний электрон входит на f-орбиталь.

Главное квантовое число f-орбиталей, заполняющих каждую строку, на два меньше, чем номер строки. В шестом ряду заполняются 4-f орбитали, а в седьмом ряду 5-f орбитали. Внутренние переходные элементы расположены в ряду лантаноидов и ряду актиноидов.

Количество столбцов в каждом блоке указывает, сколько электронов может быть заполнено на подуровне блока. Два столбца в s-блоке коррелируют с s-орбиталью с двумя электронами, шесть столбцов в p-блоке представляют три p-орбитали с шестью электронами, а десять столбцов в d-блоке соответствуют пяти d-орбиталям с двумя электронами.каждая. Наконец, f-блок состоит из четырнадцати столбцов, указывающих максимальную емкость семи f-орбиталей.