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La tavola periodica è organizzata in colonne e righe. Il numero di protoni nel nucleo aumenta quando si legge la tavola periodica da destra a sinistra. Ogni riga rappresenta un livello di energia. Gli elementi in ciascuna colonna condividono proprietà simili e lo stesso numero di elettroni di valenza. Gli elettroni di valenza sono il numero di elettroni nel livello di energia più esterno.
Numero di elettroni
••• Tomasz Wyszoamirski / iStock / Getty ImagesIl numero di elettroni in ciascun livello di energia è visualizzato nella tavola periodica. Il numero di elementi in ogni riga mostra quanti elettroni ci vogliono per riempire ogni livello. L'idrogeno e l'elio sono nella prima fila, o periodo, nella tavola periodica. Pertanto, il primo livello di energia può avere un totale di due elettroni. Il secondo livello di energia può avere otto elettroni. Il terzo livello di energia può avere un totale di 18 elettroni. Il quarto livello di energia può avere 32 elettroni. Secondo il Principio di Aufbau, gli elettroni riempiranno prima i livelli di energia più bassi e si svilupperanno nei livelli più alti solo se il livello di energia prima che sia pieno.
Orbitali
Ogni livello di energia è costituito da aree note come orbitali. Un orbitale è un'area di probabilità in cui si possono trovare elettroni. Ogni livello di energia, tranne il primo, ha più di un orbitale. Ogni orbitale ha una forma specifica. Questa forma è determinata dall'energia che possiedono gli elettroni nell'orbitale. Gli elettroni possono spostarsi in qualsiasi punto all'interno della forma dell'orbitale in modo casuale. Le caratteristiche di ciascun elemento sono determinate dagli elettroni nell'orbitale.
L'orbitale S
••• Archeophoto / iStock / Getty ImagesL'orbitale s ha la forma di una sfera. L'orbitale s è sempre il primo ad essere riempito in ogni livello di energia. Le prime due colonne della tavola periodica sono note come blocco a S. Ciò significa che gli elettroni di valenza per queste due colonne esistono in un orbitale s. Il primo livello di energia contiene solo un orbitale s. Ad esempio, l'idrogeno ha un elettrone nell'orbitale s. L'elio ha due elettroni nell'orbitale s, che riempie il livello di energia. Poiché il livello di energia dell'elio è pieno di due elettroni, l'atomo è stabile e non reagisce.
L'orbitale p
L'orbitale p inizia a riempirsi una volta riempito l'orbitale s in ciascun livello di energia. Esistono tre orbitali p per livello di energia, ciascuno a forma di pala di un'elica. Ciascuno degli orbitali p contiene due elettroni, per un totale di sei elettroni negli orbitali p. Secondo la Regola di Hund, ogni orbitale p per livello di energia deve ricevere un elettrone prima di guadagnare un secondo elettrone. Il blocco p inizia con la colonna contenente boro e termina con la colonna di gas nobili.
Gli orbitali D e F.
Gli orbitali d e f sono molto complessi. Esistono cinque orbitali d per livello di energia, a partire dal terzo livello di energia. I metalli di transizione formano gli orbitali d. Esistono sette orbitali f per livello di energia a partire dal quinto livello di energia. Il lantanide e l'actinide formano gli orbitali f.