Jaksollinen järjestelmä on taulukkomuotoinen esitys alkuaineista, jotka on järjestetty niiden järjestyslukujen, elektronikonfiguraatioiden ja kemiallisten ominaisuuksien perusteella. Elektronikonfiguraatio on atomin tai molekyylin (tai muun fysikaalisen rakenteen) elektronien jakautuminen atomi-tai molekyyliorbitaaleihin. Tieto eri atomien elektronikonfiguraatiosta on hyödyllistä alkuaineiden jaksollisen järjestelmän rakenteen ymmärtämisessä.
jokainen kiinteä aine, neste, kaasu ja plasma koostuu neutraaleista tai ionisoituneista atomeista. Atomin kemialliset ominaisuudet määräytyvät protonien lukumäärän, itse asiassa elektronien lukumäärän ja järjestelyn perusteella. Näiden elektronien konfiguraatio seuraa kvanttimekaniikan periaatteista. Elektronien lukumäärä kunkin alkuaineen elektronikuorissa, erityisesti uloimmassa valenssikuoressa, on ensisijainen tekijä sen kemiallisen sidoskäyttäytymisen määrittämisessä. Jaksollisessa järjestelmässä alkuaineet on lueteltu järjestyksessä kasvavassa Järjestysluvussa Z.
Paulin poissulkuperiaate edellyttää, että atomissa olevat elektronit miehittävät eri energiatasot sen sijaan, että ne kaikki tiivistyisivät maatilassa. Monielektroniatomien maatilassa olevien elektronien järjestys alkaa alimmasta energiatilasta (maatilasta) ja etenee sieltä asteittain energia-asteikkoa ylöspäin, kunnes jokaiselle atomin elektronille on annettu ainutlaatuinen kvanttiluku. Tällä tosiasialla on keskeinen merkitys alkuaineiden jaksollisen järjestelmän muodostumiselle.
jaksollisen järjestelmän vasemmalla puolella olevat kaksi ensimmäistä saraketta ovat siinä, missä s – alikäytävät ovat käytössä. Tämän vuoksi jaksollisen järjestelmän kaksi ensimmäistä riviä merkitään s-lohkoksi. Vastaavasti p-lohko on jaksollisen järjestelmän oikeanpuoleisin kuusi saraketta, D-lohko on jaksollisen järjestelmän keskimmäinen 10 saraketta, kun taas f-lohko on 14-sarakkeinen jakso, joka kuvataan tavallisesti irronneena jaksollisen järjestelmän pääkappaleesta. Se voisi olla osa päärunkoa, mutta silloin Jaksollinen järjestelmä olisi melko pitkä ja raskas.
atomeille, joilla on paljon elektroneja, tämä notaatio voi tulla pitkäksi, joten käytetään lyhennettyä notaatiota. Elektronikonfiguraatio voidaan visualisoida edellisen jakson jalokaasua vastaaviksi ydinelektroneiksi ja valenssielektroneiksi (esimerkiksi bariumille 6s2).
Hapetustilat
Hapetustilat esitetään tyypillisesti kokonaisluvuilla, jotka voivat olla positiivisia, nollia tai negatiivisia. Useimmilla alkuaineilla on useampi kuin yksi mahdollinen hapetustila. Esimerkiksi hiilellä on yhdeksän mahdollista kokonaislukujen hapettumistilaa -4: stä +4: ään.
nykyinen IUPAC: n Kultakirjan määritelmä hapetustilasta on:
”atomin hapetustila on tämän atomin varaus sen heteronukleaaristen sidosten ionisen approksimaation jälkeen…”
ja termi hapetusluku on lähes synonyymi. Alkuaineen, jota ei ole yhdistetty muihin eri alkuaineisiin, hapetustila on 0. Hapetustila 0 esiintyy kaikille alkuaineille-se on yksinkertaisesti alkuaine alkuainemuodossaan. Yhdisteen alkuaineen atomilla on positiivinen hapetustila, jos siltä on irronnut elektroneja. Vastaavasti elektronien lisääminen johtaa negatiiviseen hapetustilaan. Olemme myös erottaneet jokaisen alkuaineen mahdolliset ja yhteiset hapetustilat. Esimerkiksi piillä on yhdeksän mahdollista kokonaisluku-hapettumistilaa -4: stä +4: ään, mutta vain -4, 0 ja +4 ovat yleisiä hapettumistiloja.