V kapitole 3 „Atomy, molekuly a ionty“ jsme představili periodickou tabulku jako nástroj pro uspořádání známých chemických prvků. Periodická tabulka je znázorněna na obrázku 8.11 „Periodická tabulka“. Prvky jsou seřazeny podle atomového čísla (počtu protonů v jádře) a prvky s podobnými chemickými vlastnostmi jsou seskupeny do sloupců.

Proč má periodická tabulka takovou strukturu, jakou má? Odpověď je poměrně jednoduchá, pokud rozumíte elektronovým konfiguracím: tvar periodické tabulky kopíruje zaplnění jednotlivých slupek elektrony.

Začněme s H a He. Jejich elektronové konfigurace jsou 1s1, respektive 1s2; u He je zaplněna slupka n = 1. V případě He je zaplněna slupka n = 1. Tyto dva prvky tvoří první řádek periodické tabulky (viz obrázek 8.12 „1“).

Další dva elektrony, pro Li a Be, by přešly do podpouzdra 2s. Obrázek 8.13 „Dvojka“ ukazuje, že tyto dva prvky sousedí v periodické tabulce.

U dalších šesti prvků dochází k zaplnění podpouzdra 2p elektrony. Na pravé straně periodické tabulky je těchto šest prvků (B až Ne) seskupeno dohromady (obrázek 8.14 „Dvojka“).

Další podpouzdro, které se zaplňuje, je podpouzdro 3s. Prvky, u nichž se zaplňuje tato podpouzdra, Na a Mg, jsou opět na levé straně periodické tabulky (obrázek 8.15 „The 3“).

Následujícím šestým prvkem je zaplněno podpouzdro 3p (obrázek 8.16 „The 3“).

Místo zaplnění dalšího podpouzdra 3d přechází elektrony do podpouzdra 4s (obrázek 8.16).17 „4“).

Po zaplnění 4s podpouzdra je 3d podpouzdro zaplněno až 10 elektrony. To vysvětluje úsek 10 prvků uprostřed periodické tabulky (obrázek 8.18 „3“).

A tak dále. Když procházíme napříč řádky periodické tabulky, celkový tvar tabulky načrtává, jak elektrony obsazují slupky a podslupky.

V prvních dvou sloupcích na levé straně periodické tabulky jsou obsazeny podslupky s.

První dva sloupce na levé straně periodické tabulky jsou místa, kde jsou obsazeny podslupky s. Z tohoto důvodu se první dva řádky periodické tabulky označují jako blok s. Podobně blok p je šest nejpravějších sloupců periodické tabulky, blok d je prostředních deset sloupců periodické tabulky, zatímco blok f je čtrnáctisloupcová část, která se obvykle zobrazuje jako oddělená od hlavního těla periodické tabulky. Mohl by být součástí hlavního těla, ale pak by periodická tabulka byla poměrně dlouhá a těžkopádná. Na obrázku 8.19 „Bloky periodické tabulky“ jsou znázorněny bloky periodické tabulky.

Elektrony v nejvyšším číslovaném obalu plus všechny elektrony v posledním nevyplněném podobalu se nazývají valenční elektrony; obal s nejvyšším číslem se nazývá valenční obal. (Vnitřní elektrony se nazývají elektrony jádra.) Valenční elektrony do značné míry řídí chemii atomu. Pokud se podíváme pouze na elektronovou konfiguraci valenční slupky, zjistíme, že v každém sloupci je elektronová konfigurace valenční slupky stejná. Vezměme si například prvky v prvním sloupci periodické tabulky: H, Li, Na, K, Rb a Cs. Jejich elektronové konfigurace (zkratky pro větší atomy) jsou následující, přičemž elektronová konfigurace valenčního obalu je zvýrazněna:

Všichni mají ve svých valenčních slupkách podobnou elektronovou konfiguraci: jediný elektron s. Protože velkou část chemie prvku ovlivňují valenční elektrony, očekávali bychom, že tyto prvky budou mít podobnou chemii – a mají ji. Uspořádání elektronů v atomech vysvětluje nejen tvar periodické tabulky, ale také skutečnost, že prvky ve stejném sloupci periodické tabulky mají podobnou chemii.

Stejný koncept platí i pro ostatní sloupce periodické tabulky. Prvky v každém sloupci mají stejné elektronové konfigurace valenčního obalu a prvky mají některé podobné chemické vlastnosti. To platí striktně pro všechny prvky v blocích s a p. V blocích d a f, protože existují výjimky z pořadí zaplňování slupek elektrony, nejsou podobné valenční slupky v těchto blocích absolutní. V těchto blocích však existuje mnoho podobností, takže se očekává podobnost chemických vlastností.

Podobnost elektronové konfigurace valenčního obalu znamená, že elektronovou konfiguraci atomu můžeme určit pouze podle jeho polohy v periodické tabulce. Uvažujme Se, jak je znázorněno na obrázku 8.20 „Selen v periodické tabulce“. Nachází se ve čtvrtém sloupci bloku p. To znamená, že jeho elektronová konfigurace by měla končit elektronovou konfigurací p4. Elektronová konfigurace Se je skutečně podle očekávání 4s23d104p4.

.