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Das Periodensystem ist in Spalten und Zeilen organisiert. Die Anzahl der Protonen im Kern steigt beim Lesen des Periodensystems von rechts nach links. Jede Zeile repräsentiert ein Energieniveau. Die Elemente in jeder Spalte haben ähnliche Eigenschaften und die gleiche Anzahl von Valenzelektronen. Valenzelektronen sind die Anzahl der Elektronen im äußersten Energieniveau.
Anzahl der Elektronen
••• Tomasz Wyszoamirski / iStock / Getty ImagesDie Anzahl der Elektronen in jedem Energieniveau wird im Periodensystem angezeigt. Die Anzahl der Elemente in jeder Zeile gibt an, wie viele Elektronen benötigt werden, um die einzelnen Ebenen zu füllen. Wasserstoff und Helium befinden sich in der ersten Zeile oder Periode des Periodensystems. Daher kann das erste Energieniveau insgesamt zwei Elektronen haben. Das zweite Energieniveau kann acht Elektronen haben. Das dritte Energieniveau kann insgesamt 18 Elektronen haben. Das vierte Energieniveau kann 32 Elektronen haben. Nach dem Aufbauprinzip füllen Elektronen die niedrigsten Energieniveaus zuerst und bauen sie nur dann in die höheren Niveaus auf, wenn das Energieniveau vorher voll ist.
Orbitale
••• Roman Sigaev / iStock / Getty Images
Jedes Energieniveau besteht aus Bereichen, die als Orbital bezeichnet werden. Ein Orbital ist ein Wahrscheinlichkeitsbereich, in dem Elektronen gefunden werden können. Jedes Energieniveau, mit Ausnahme des ersten, hat mehr als ein Orbital. Jedes Orbital hat eine bestimmte Form. Diese Form wird durch die Energie bestimmt, die die Elektronen im Orbital besitzen. Elektronen können sich beliebig innerhalb der Orbitalform bewegen. Die Eigenschaften jedes Elements werden durch die Elektronen im Orbital bestimmt.
Das S-Orbital
••• Archeophoto / iStock / Getty ImagesDas S-Orbital ist als Kugel geformt. Das S-Orbital ist immer das erste, das in jedem Energieniveau gefüllt wird. Die ersten beiden Spalten des Periodensystems werden als S-Block bezeichnet. Dies bedeutet, dass die Valenzelektronen für diese beiden Säulen in einem S-Orbital vorliegen. Die erste Energieebene enthält nur ein S-Orbital. Beispielsweise hat Wasserstoff ein Elektron im s-Orbital. Helium hat zwei Elektronen im S-Orbital, die das Energieniveau füllen. Da das Energieniveau von Helium mit zwei Elektronen gefüllt ist, ist das Atom stabil und reagiert nicht.
Das P-Orbital
Das p-Orbital beginnt sich zu füllen, sobald das s-Orbital in jedem Energieniveau gefüllt wurde. Pro Energieniveau gibt es drei p-Orbitale, die jeweils die Form eines Propellerblatts haben. Jedes der p-Orbitale hält zwei Elektronen für insgesamt sechs Elektronen in den p-Orbitalen. Nach der Hund'schen Regel muss jedes p-Orbital pro Energieniveau ein Elektron erhalten, bevor ein zweites Elektron erhalten wird. Der p-Block beginnt mit der borhaltigen Säule und endet mit der Edelgassäule.
Die D- und F-Orbitale
Die d- und f-Orbitale sind sehr komplex. Es gibt fünf d-Orbitale pro Energieniveau, beginnend mit dem dritten Energieniveau. Die Übergangsmetalle bilden die d-Orbitale. Es gibt sieben f-Orbitale pro Energieniveau, beginnend mit dem fünften Energieniveau. Das Lanthanoid und das Actinoid bilden die f-Orbitale.