Tabel periodik
Unsur-unsur dalam golongan yang sama cenderung menunjukkan pola tertentu dalam hal jari-jari atom, energi ionisasi, dan elektronegativitas. Dari atas ke bawah dalam satu golongan, jari-jari atom bertambah. Oleh karena lebih banyak tingkat energi yang terisi, elektron valensi ditemukan lebih jauh dari inti atom. Dari atas ke bawah,
masing-masing unsur yang berurutan memiliki energi ionisasi yang lebih rendah karena lebih mudah melepaskan elektron akibat ikatan atom yang kurang kuat. Demikian pula, dari atas ke bawah elektronegativitasnya juga semakin kecil akibat penambahan jarak antara elektron valensi dengan inti atom. Terdapat perkecualian terhadap tren ini, misalnya yang terjadi pada golongan 11 dimana elektronegativitas meningkat dalam satu golongan dari atas ke bawah.
IUPAC group1a23bb456789101112131415161718Mendeleev (I-VIII) IAIIAIIIBIVBVBVIBVIIBVIIIBIBIIBIIIBIVBVBVIBVIIBcCAS (US, A-B-A) IAIIAIIIBIVBVBVIBVIIBVIIIBIBIIBIIIAIVAVAVIAVIIAVIIIAoldIUPAC (Europe, A-B) IAIIAIIIAIVAVAVIAVIIAVIIIBIBIIBIIIBIVBVBVIBVIIB0Trivial nameH and Alkali metalsrAlkaline earth metalsrCoinage
metalsTrielsTetrelsPnictogensrChalcogensrHalogensrNoble gasesrName by elementrLithium groupBeryllium groupScandium groupTitanium groupVanadium groupChromium groupManganese groupIron groupCobalt groupNickel groupCopper groupZinc groupBoron groupCarbon groupNitrogen groupOxygen groupFluorine groupHelium or Neon groupPeriod 1HHePeriod 2LiBeBCNOFNePeriod 3NaMgAlSiPSClArPeriod
4KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBr KrPeriod 5RbSrYZrNbMoTcRuRhPdAgCdInSnSbTeIXePeriod 6CsBaLaCe-LuHfTaWReOsIrPtAuHgTlPbBiPoAtRnPeriod 7FrRaAcTh-LrRfDbSgBhHsMtDsRgCnNhFlMcLvTsOg
Periode adalah baris horizontal dalam tabel periodik. Meskipun golongan lebih menggambarkan tren periodik, tetapi ada beberapa bagian dimana tren horizontal lebih signifikan daripada tren vertikal. Seperti pada blok-f, dimana lantanida dan aktinida membentuk dua seri unsur horizontal yang substansial.
Unsur-unsur dalam periode yang sama menunjukkan tren jari-jari atom, energi ionisasi, afinitas elektron, dan elektronegativitas. Dari ke dalam periode yang sama, jari-jari atom biasanya menyusut. Hal ini terjadi karena masing-masing unsur yang berurutan menambah proton dan elektron, yang menyebabkan elektron tertarik lebih dekat ke inti atom. Penurunan
jari-jari atom ini juga menyebabkan energi ionisasi meningkat dari ke dalam satu periode. Semakin kuat ikatan suatu unsur, semakin banyak energi yang diperlukan untuk melepas elektron. Elektronegativitas meningkat sesuai kenaikan energi ionisasi karena elektron tertarik ke inti atom. Afinitas elektron juga menunjukkan kecenderungan serupa dalam periode yang
sama. Logam (periode sebelah) umumnya memiliki afinitas elektron yang lebih rendah daripada non logam (periode sebelah), dengan pengecualian pada gas mulia.
Bagian tertentu pada tabel periodik dapat dirujuk sebagai blok sesuai dengan urutan pengisian kulit elektron unsur-unsurnya. Masing-masing blok diberi nama sesuai dengan sub kulit tempat elektron terakhir berada.[n 2] Blok-s terdiri dari dua golongan pertama (logam alkali dan alkalil tanah) ditambah hidrogen dan helium. Blok-p terdiri dari enam golongan terakhir, yaitu golongan 13 hingga 18
sesuai IUPAC (3 A hingga 8 A sesuai penamaan Amerika), dan mengandung, sebagian besar, metaloid. Blok-d terdiri dari golongan 3 hingga 12 (atau golongan 3B hingga 2B dalam penggolongan sistem Amerika) dan seluruhnya merupakan logam transisi. Blok-f, seringkali diletakkan di bawah tabel utama, tidak mempunyai nomor golongan dan terdiri dari lantanida dan aktinida.
Sesuai dengan sifat fisika dan kimianya, unsur dapat diklasifikasikan ke dalam tiga kategori besar yaitu logam, metaloid dan nonlogam. Logam umumnya berkilau, padatan dengan konduktivitas tinggi, dapat membentuk aloy dengan logam lainnya dan membentuk senyawa ion serupa garam dengan nonlogam (selain gas mulia). Sebagian besar nonlogam berupa gas berwarna atau tak berwarna;
nonlogam yang membentuk senyawa dengan nonlogam lainnya berikatan secara kovalen. Di antara logam dan nonlogam ada metaloid, yang mempunyai sifat di antara logam dan nonlogam atau campuran keduanya.
Logam dan nonlogam dapat diklasifikasikan lebih lanjut ke dalam subkategori yang menunjukkan gradasi sifat dari logam ke nonlogam, untuk unsur-unsur dalam periode yang sama. Logam terbagi ke dalam logam alkali yang reaktif, logam alkali tanah yang kurang reaktif, lantanida dan aktinida, logam transisi, dan terakhir logam pasca-transisi dengan sifat fisika dan kimia paling
lemah. Nonlogam dibagi menjadi nonlogam poliatomik, yang lebih mirip dengan metaloid; nonlogam diatomik, yang merupakan nonlogam esensial; dan gas mulia monoatomik, yang merupakan nonlogam dan hampir inert sempurna. Penggolongan terspesialisasi seperti logam refraktori dan logam mulia, yang merupakan (dalam kasus ini) logam transisi, juga diketahui dan terkadang dicantumkan.
Mengelompokkan unsur ke dalam kategori dan subkategori berdasarkan kesamaan sifat tidaklah sempurna. Terdapat suatu spektrum sifat di dalam masing-masing kategori dan tidaklah sulit untuk menentukan tumpangsuh pada perbatasan, seperti dalam kasus kebanyakan skema klasifikasi. Berilium, misalnya, diklasifikasikan sebaga logam alkali tanah, meskipun memiliki
kecenderungan amfoter secara kimia dan kebanyakan membentuk senyawa kovalen adalah dua hal yang melemahkan posisinya sebagai logam. Radon dikelompokkan sebagai nonlogam dan merupakan gas mulia tetapi mempunyai kecenderungan membentuk kation seperti logam. Dimungkinkan ada klasifikasi lainnya seperti pembagian unsur ke dalam kategori kelimpahan mineraloginya, atau
struktur kristalnya. Pengkategorian unsur dimulasi sejak Hinrichs, pada tahun 1869 menulis bahwa garis batas sederhana dapat digambarkan pada tabel periodik untuk menunjukkan unsur dengan kesamaan sifat, seperti logam dan nonlogam, atau unsur-unsur gas.
Konfigurasi elektron atau organisasi elektron yang mengorbit atom netral menunjukkan keberulangan pola atau periodisitas. Elektron menempati serangkaian kulit elektron (bernomor kulit 1, kulit 2, dst). Masing-masing kulit mengandung satu atau lebih subkulit (disebut s, p, d, f dan g). Seiring dengan naiknya nomor atom, elektron secara progresif mengisi kulit dan subkulit ini sesuai dengan
aturan Madelung atau aturan orde energi, seperti ditunjukkan dalam gambar. Konfigurasi elektron neon, misalnya, adalah 1s2 2s2 2p6. Dengan nomor atom sepuluh, neon memiliki dua elektron pada kulit pertamanya, dan delapan elektron pada kulit kedua-dua pada subkulit s dan enam pada subkulit p. Dalam istilah tabel periodik, pertama kali elektron menempati kulit baru berarti memulai periode baru. Posisi ini di ditempati oleh hidrogen dan logam alkali.
Oleh karena sifat suatu unsur sebagian besar ditentukan oleh konfigurasi elektronnya, sifat-sifat unsur menunjukkan keberulangan pola atau perilaku periodik. Contohnya seperti ditunjukkan pada gambar di bawah untuk jari-jari atom, energi ionisasi dan afinitas elektron. Ini merupakan sifat periodisitas, perwujudan dari hal yang telah dinyatakan sebelum dasar teorinya
dikembangkan. Ini memicu pemapanan hukum periodik (sifat-sifat unsur berulang pada interval tertentu) dan formulasi tabel periodik pertama.
Jari-jari atom dalam tabel periodik bervariasi dalam cara yang dapat diperkirakan dan dijelaskan. Misalnya, jari-jari atom menurun untuk unsur-unsur yang terdapat dalam satu periode, dari logam alkali hingga gas mulia; dan jari-jari atom naik untuk unsur-unsur dalam satu golongan dari atas ke bawah. Jari-jari atom naik tajam antara gas mulia di akhir
periode dan logam alkali di awal periode berikutnya. Kecenderungan jari-jari atom ini (dan berbagai sifat fisika dan kimia unsur-unsur lainnya) dapat dijelaskan menggunakan teori kulit elektron atom. Teori tersebut menyajikan bukti-bukti penting untuk pengembangan dan penegasan teori kuantum.