het periodiek systeem is een tabelweergave van de chemische elementen georganiseerd op basis van hun atoomnummers, elektronenconfiguraties en chemische eigenschappen. De elektronenconfiguratie is de verdeling van elektronen van een atoom of molecuul (of een andere fysische structuur) in atomaire of moleculaire orbitalen. Kennis van de elektronenconfiguratie van verschillende atomen is nuttig bij het begrijpen van de structuur van het periodiek systeem van elementen.
elk vast, vloeibaar, gas en plasma bestaat uit neutrale of geïoniseerde atomen. De chemische eigenschappen van het atoom worden bepaald door het aantal protonen, in feite door het aantal en de rangschikking van elektronen. De configuratie van deze elektronen volgt uit de principes van de kwantummechanica. Het aantal elektronen in de elektronenschillen van elk element, in het bijzonder de buitenste valentieschelp, is de primaire factor in het bepalen van zijn chemische bindingsgedrag. In het periodiek systeem staan de elementen in volgorde van toename van atoomnummer Z.
Het is het Pauli-uitsluitingsprincipe dat vereist dat de elektronen in een atoom verschillende energieniveaus innemen in plaats van dat ze allemaal condenseren in de grondtoestand. De volgorde van de elektronen in de grondtoestand van multi-elektron atomen, begint met de laagste energietoestand (grondtoestand) en beweegt geleidelijk van daaruit omhoog de energieschaal totdat elk van de elektronen van het atoom een unieke set van kwantumgetallen is toegewezen. Dit feit heeft belangrijke implicaties voor de opbouw van het periodiek systeem der elementen.
de eerste twee kolommen aan de linkerkant van het periodiek systeem zijn waar de S-subschillen worden bezet. Hierdoor zijn de eerste twee rijen van het periodiek systeem gelabeld met het s-blok. Op dezelfde manier is het p-blok de meest rechtse zes kolommen van het periodiek systeem, het D-blok is de middelste 10 kolommen van het periodiek systeem, terwijl het f-Blok de 14-kolomsectie is die normaal wordt afgebeeld als los van het hoofdlichaam van het periodiek systeem. Het zou deel kunnen uitmaken van het hoofdlichaam, maar dan zou het periodiek systeem vrij lang en omslachtig zijn.
voor atomen met veel elektronen kan deze notatie lang worden en dus wordt een verkorte notatie gebruikt. De elektronenconfiguratie kan worden gevisualiseerd als de kernelektronen, gelijk aan het edelgas van de voorgaande periode, en de valentie-elektronen (b. v. 6s2 voor barium).
oxidatietoestanden
oxidatietoestanden worden gewoonlijk weergegeven door gehele getallen die positief, nul of negatief kunnen zijn. De meeste elementen hebben meer dan één mogelijke oxidatietoestand. Koolstof heeft bijvoorbeeld negen mogelijke gehele oxidatietoestanden van -4 tot +4.
de huidige IUPAC Gold Book definitie van oxidatietoestand is:
” oxidatietoestand van een atoom is de lading van dit atoom na Ionische benadering van zijn heteronucleaire bindingen…”
en de term oxidatiegetal is bijna synoniem. Een element dat niet is gecombineerd met andere verschillende elementen heeft een oxidatietoestand van 0. Oxidatietoestand 0 treedt op voor alle elementen – het is gewoon het element in zijn elementaire vorm. Een atoom van een element in een verbinding zal een positieve oxidatietoestand hebben als er elektronen zijn verwijderd. Op dezelfde manier resulteert het toevoegen van elektronen in een negatieve oxidatietoestand. We hebben ook onderscheid gemaakt tussen de mogelijke en gemeenschappelijke oxidatietoestanden van elk element. Bijvoorbeeld, Silicium heeft negen mogelijke integer oxidatietoestanden van -4 tot +4, maar slechts -4, 0 en +4 zijn gemeenschappelijke oxidatietoestanden.