det periodiske system er en tabelvisning af de kemiske elementer organiseret på basis af deres atomnumre, elektronkonfigurationer og kemiske egenskaber. Elektronkonfigurationen er fordelingen af elektroner af et atom eller molekyle (eller anden fysisk struktur) i atom-eller molekylære orbitaler. Kendskab til elektronkonfigurationen af forskellige atomer er nyttig til forståelse af strukturen i det periodiske system af elementer.
hvert fast stof, Væske, gas og plasma består af neutrale eller ioniserede atomer. Atomets kemiske egenskaber bestemmes af antallet af protoner, faktisk efter antal og arrangement af elektroner. Konfigurationen af disse elektroner følger af kvantemekanikens principper. Antallet af elektroner i hvert element elektronskaller, især den yderste valensskal, er den primære faktor til bestemmelse af dets kemiske bindingsadfærd. I det periodiske system er elementerne opført i rækkefølge efter stigende atomnummer S.
Det er Pauli-udelukkelsesprincippet, der kræver, at elektronerne i et atom optager forskellige energiniveauer i stedet for at de alle kondenserer i jordtilstanden. Ordren af elektronerne i jordtilstanden for multielektronatomer starter med den laveste energitilstand (jordtilstand) og bevæger sig gradvist derfra op på energiskalaen, indtil hvert af atomets elektroner er blevet tildelt et unikt sæt kvantetal. Denne kendsgerning har vigtige konsekvenser for opbygningen af det periodiske system af elementer.
de to første kolonner på venstre side af det periodiske system er, hvor S-underskallerne optages. På grund af dette er de to første rækker i det periodiske system mærket S-blokken. Tilsvarende er p-blokken de højst seks kolonner i det periodiske system, d-blokken er de midterste 10 kolonner i det periodiske system, mens f-blokken er den 14-søjlesektion, der normalt er afbildet som løsrevet fra hoveddelen af det periodiske system. Det kunne være en del af hovedkroppen, men så ville det periodiske bord være ret langt og besværligt.
for atomer med mange elektroner kan denne notation blive langvarig, og derfor anvendes en forkortet notation. Elektronkonfigurationen kan visualiseres som kerneelektronerne svarende til ædelgassen i den foregående periode og valenselektronerne (f.eks. 6S2 for barium).
Iltningstilstande
Iltningstilstande repræsenteres typisk af heltal, som kan være positive, nul eller negative. De fleste elementer har mere end en mulig iltningstilstand. For eksempel har kulstof ni mulige heltalstilstande fra -4 til + 4.
den nuværende IUPAC Gold Book definition af iltningstilstand er:
“Iltningstilstand for et atom er ladningen af dette atom efter ionisk tilnærmelse af dets heteronukleære bindinger…”
og udtrykket iltningsnummer er næsten synonymt. Et element, der ikke er kombineret med andre forskellige elementer, har en iltningstilstand på 0. Iltningstilstand 0 forekommer for alle elementer-det er simpelthen elementet i dets elementære form. Et atom af et element i en forbindelse vil have en positiv iltningstilstand, hvis det har fået elektroner fjernet. Tilsvarende resulterer tilsætning af elektroner i en negativ iltningstilstand. Vi har også skelne mellem de mulige og fælles iltningstilstande af hvert element. For eksempel har silicium ni mulige heltal iltningstilstande fra -4 til + 4, men kun -4, 0 og +4 er almindelige iltningstilstande.