Element på det periodiska tabellen hör till grupper och perioder. Grupperna i det periodiska bordet är kolumnerna. Perioderna i det periodiska tabellen är raderna.

TL; DR (för länge, läste inte)

Element av samma period delar samma huvudkvantum som beskriver både storlek och energi hos en atoms yttersta elektronskal.

Elektronskalor

En atoms elektroner cirklar kärnan i ett fuzzy moln som styrs av sannolikhet. Det kan emellertid vara användbart att tänka på elektronbanor som styva skal som innehåller ett antal olika möjliga elektron-orbitaler. När en atoms atomnummer ökar måste dess skal ha ett ökande antal elektroner. Det yttersta skalet kallas valensskalet; Periodnumret avser detta skal.

Kvantumtal

Layouten av en elektrons möjliga position i en atom styrs av kvantnummer. Huvudkvantumnumret n motsvarar storleken och energin hos elektronskal. Det kan ha nonzero heltal värden: 1, 2, 3 och så vidare. När antalet ökar ökar både storleken och energin hos elektronskalet. Det andra kvantnumret, l, motsvarar formen av orbitalerna i ett skal. Dessa siffror benämns typiskt av deras motsvarande bokstäver: 0 = s, 1 = p, 2 = d och 3 = f. Värdet på l kan ligga mellan noll och n-1. Om en elektron exempelvis har ett huvudkvantum på 2, kan det existera i en av två olika orbitalformer, s eller p. Det tredje kvantnumret, m, motsvarar orbitalernas orientering. Det tredje kvantnumret 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 tabellen

Ett enda par elektroner fyller en orbital. Vätgas har en elektron, så den upptar den första orbitalen: 1s. Helium har två elektroner, som båda passar in i 1s-omloppet. Nästa element, litium, har tre elektroner. De två första passar i 1: e banan. Den tredje elektronen måste emellertid vara i en ny omloppsbana. Huvudkvantumet 1 begränsar det andra kvanttalet till noll, vilket i sin tur betyder att den tredje måste vara noll också. Därför tas allt utrymme i samband med det första skalet upp. Nästa elektron måste existera i ett nytt skal och orbitalt: 2: e omloppet. Detta betyder att huvudkvantumtalet har ökat; Elementet måste vara under en annan period. Som förväntat börjar litium grupp 2 i det periodiska bordet, eftersom dess valensskal har ett huvudkvantantal på 2.

Atom Radius Trends

Atomer ändrar inte huvudkvantumtal när du flyttar från vänster till höger över det periodiska bordet. Därför existerar elektronerna på ungefär samma avstånd från kärnan. Fler protoner tillsätts dock. Detta skapar en större positiv laddning vid kärnan, vilket resulterar i ett större inåtgående drag på elektroner. Således minskar atomraden, eller avståndet från kärnan till atomens ytterkant, faktiskt som du rör dig över en period. Å andra sidan, när du flyttar ner det periodiska bordet ökar periodnumret. Huvudkvantumet ökar och därför ökar elektronmoln i storlek. I sin tur ökar atomraden när du flyttar ner det periodiska bordet.