Gli elementi della tavola periodica appartengono a gruppi e periodi. I gruppi della tavola periodica sono le colonne. I periodi della tabella periodica sono le righe.
TL; DR (troppo lungo, non letto)
Gli elementi dello stesso periodo condividono lo stesso numero quantico principale, che descrive sia la dimensione ed energia del guscio più esterno di un atomo.
Gusci di elettroni
Gli elettroni di un atomo orbitano attorno al nucleo in una nuvola fuzzy governata dalla probabilità. Può essere utile, tuttavia, pensare alle orbite degli elettroni come gusci rigidi contenenti un numero di orbitali di elettroni diversi possibili. All'aumentare del numero atomico di un atomo, i suoi gusci devono ospitare un numero crescente di elettroni. La shell più esterna è chiamata shell di valenza; il numero del periodo si riferisce a questa shell.
Numeri quantici
Il layout della possibile posizione di un elettrone in un atomo è governato da numeri quantici. Il numero quantico principale, n, corrisponde alla dimensione e all'energia dei gusci degli elettroni. Può avere valori interi diversi da zero: 1, 2, 3 e così via. All'aumentare del numero, aumentano sia la dimensione che l'energia del guscio dell'elettrone. Il secondo numero quantico, l, corrisponde alla forma degli orbitali all'interno di una shell. Questi numeri sono generalmente indicati con le lettere corrispondenti: 0 = s, 1 = p, 2 = d e 3 = f. Il valore di l può variare tra zero e n-1. Ad esempio, se un elettrone ha un numero quantico principale di 2, potrebbe esistere in una delle due diverse forme orbitali, s o p. Il terzo numero quantico, m, corrisponde all'orientamento degli orbitali. Il terzo numero quantico deve sempre essere compreso tra -l e + l. Quindi, c'è un orbitale s, tre orbitali p, cinque orbitali e sette orbitali f.
Aggiunta di elettroni e spostamento attraverso la tavola periodica
Una singola coppia di elettroni riempie un orbitale. L'idrogeno ha un elettrone, quindi occupa il primo orbitale: 1s. L'elio ha due elettroni, entrambi ancora in orbita 1s. L'elemento successivo, il litio, ha tre elettroni. I primi due si adattano all'orbitale 1s. Il terzo elettrone, tuttavia, deve essere in una nuova orbita. Il numero quantico principale 1 limita il secondo numero quantico a zero, che a sua volta significa che anche il terzo deve essere zero. Pertanto, tutto lo spazio associato alla prima shell è occupato. Il prossimo elettrone deve esistere in un nuovo guscio e orbitale: l'orbitale 2s. Ciò significa che il numero quantico principale è aumentato; l'elemento deve essere in un periodo diverso. Come previsto, il litio inizia il gruppo 2 della tavola periodica, poiché la sua shell di valenza ha un numero quantico principale di 2.
Tendenze del raggio atomico
Gli atomi non cambiano i numeri quantici principali mentre vi spostate da da sinistra a destra attraverso la tavola periodica. Pertanto, gli elettroni tutti esistono a circa la stessa distanza dal nucleo. Altri protoni, tuttavia, vengono aggiunti. Questo crea una carica positiva maggiore nel nucleo, determinando una maggiore spinta verso l'interno degli elettroni. Quindi, il raggio atomico o la distanza dal nucleo al bordo più esterno dell'atomo, in realtà diminuisce man mano che ci si sposta su un punto. D'altra parte, mentre ti sposti verso il basso nella tabella periodica, il numero del periodo aumenta. Il numero quantico principale aumenta e quindi la nuvola di elettroni aumenta di dimensioni. A sua volta, il raggio atomico aumenta man mano che ti sposti verso il basso nella tavola periodica.
