La importancia de la tabla periódica radica en el hecho de que mediante el conocimiento de las propiedades y las tendencias generales dentro de un grupo o periodo, se predicen las propiedades de cualquier elemento.
De acuerdo con el tipo de subnivel que ha llenado en la tabla periódica, los elementos se dividen en varias categorías: los elementos representativos, los gases nobles, los elementos de transición, los lantánidos y los actínidos. Los elementos representativos son los que pertenecen a los grupos del 1A al 7A, estos se caracterizan por tener incompletos los subniveles s o p de su máximo número cuántico principal. Con excepción del Helio, los gases nobles tienen completamente lleno el subnivel P.
Los metales de transición son los elementos de los grupos 1B y 3B hasta 8B, estos tienen incompleto el subnivel d (por esto se les conoce como elementos del bloque d). Estos elementos no tienen una numeración secuencial en la tabla periódica ya que su configuración electrónica no corresponde con la de los elementos representativos.
Los lantánidos y los actínidos algunas veces se denominan elementos de transición del bloque f porque tienen incompleto el subnivel f.
Todos los miembros del grupo 1A, los metales alcalinos, tienen configuraciones electrónicas semejantes; todos tienen un núcleo de gas noble y un electrón externo ns1, de la misma forma, los metales alcalinotérreos del grupo 2A, tienen un núcleo de gas noble y una configuración electrónica ns2. Los electrones externos de un átomo, que son los implicados en un enlace químico reciben el nombre de electrones de valencia.
El grupo de gases nobles se caracteriza porque a excepción del Criptón y el Xenón, el resto de estos elementos son totalmente inertes respecto al punto de vista químico, ya que estos elementos tienen llenos por completo los subniveles ns y np, lo que les da más estabilidad.
Cuando se comparan los elementos del grupo 1A con los elementos del grupo 1B, se puede notar que sus configuraciones electrónicas son semejantes, con un electrón en el orbital s externo, pero sus propiedades químicas son muy diferentes.
Los valores de la energía de ionización de los metales del grupo 1B son considerablemente mayores que aquellos de los metales alcalinos, por lo tanto los elementos del grupo 1B son mucho menos reactivos. Los altos valores de la energía de ionización de los elementos del grupo 1B se deben al apantallamiento incompleto del núcleo por los electrones d internos (en comparación con el apantallamiento más eficaz de los núcleos completos de los gases nobles). Como consecuencia, los electrones s externos de estos elementos son atraídos con más fuerza por el núcleo. La diferencia en las propiedades químicas entre los elementos del grupo 2A (alcalinotérreos) y los metales del grupo 2B se explica de la misma forma.
Los números cuánticos que describen la cantidad de electrones en un átomo, están relacionados a las energías de los electrones.
El estado más estable de un átomo se llama estado fundamental. En esta condición los electrones tienen la menor energía posible. Si se conoce el número de electrones en un átomo se puede describir la configuración electrónica de su estado fundamental, ya que los electrones entran en los varios orbitales en un orden definido, iniciando con el de menor energía. Un ejemplo puede ser el hidrogeno, que tiene un solo electrón, el cual se mueve en el subnivel 1s del primer nivel de energía, en el Helio, sus dos electrones ocupan el nivel de energía 1s. La notación de la configuración electrónica del hidrogeno 1s1, indica que tiene un electrón (representado por el exponente) en el subnivel s del primer nivel de energía, así se denotan las configuraciones electrónicas de los diferentes elementos, teniendo en cuenta su número atómico y los esquemas de energía potencial para los orbitales en átomos con muchos electrones, lo que en otras palabras significa la cantidad máxima de electrones que puede haber en un nivel de energía.
Para la lectura de una tabla periódica se deben tener en cuenta varias cosas, como el hecho de que los átomos se ordenan en un número creciente según su número atómico, ese número indica el número de protones que hay en el átomo, este número es igual al de electrones que giran alrededor del átomo. Los pesos atómicos se determinan por comparación con el del átomo de carbono que se considera de 12. La tabla además trae otra información, que representa como se dan las propiedades periódicas en un elemento específico, como el radio iónico, el radio atómico, la energía de ionización, su número de oxidación y otros.
La energía de ionización de un elemento es la energía mínima necesaria para quitar un electrón de un átomo en estado gaseoso, en su estado fundamental. El átomo al perder un electrón es un Ion gaseoso monopositivo. Esta definición corresponde a la primera energía de ionización, ya que también existe la segunda energía de ionización, que es la que se necesita para extraer de un Ion gaseoso monopositivo el electrón menos fuertemente unido. Las sucesivas energías de ionización se definen de manera semejante. La magnitud de la energía de ionización es la medida de que tan fuertemente se encuentra el electrón unido al átomo, entre más grande es esta magnitud, más difícil es quitar el electrón. Dentro de cada periodo, los elementos del grupo 1A tienen la mínima energía de ionización, y los gases nobles la máxima. Dentro de cada grupo, la energía de ionización disminuye al descender en el grupo.
La afinidad electrónica es la cantidad de energía que se libera cuando un átomo de un elemento en estado gaseoso en su estado fundamental capta un electrón y se transforma en un Ion negativo también gaseoso. La adición de un electrón a la capa de valencia de un átomo gaseoso en su estado fundamental es un proceso en el que se desprende energía. La afinidad electrónica de un átomo es una medida de esta energía. La afinidad electrónica disminuye al aumentar el radio atómico.
La electronegatividad es la capacidad de un átomo de un elemento de atraer hacia sí los electrones de un enlace químico. Los valores de la electronegatividad de los elementos representativos aumentan de izquierda a derecha en la tabla periódica, a medida que aumenta el número de electrones de valencia y disminuye el tamaño de los átomos. Dentro de un grupo, la electronegatividad disminuye al aumentar el número y el radio atómicos.
El radio atómico es la mitad de la distancia entre dos núcleos de dos átomos metálicos adyacentes. Dentro de un grupo, el radio atómico aumenta ala aumentar el número atómico. Dentro de un periodo, el radio atómico disminuye de derecha a izquierda.
El radio iónico es el radio de un catión o un anión. Los radios iónicos de los cationes son más pequeños que los radios covalentes de los átomos que corresponden al enlace, ya que hay menos electrones que sujetar mediante la misma carga de energía nuclear que en los átomos neutros. Al contrario, los aniones tienen radios mayores que los átomos que corresponden a su enlace. Dentro de un grupo, los radios iónicos aumentan al aumentar el número atómico, dentro de un periodo, el radio iónico disminuye al aumentar el número atómico.
El número de oxidación es la carga eléctrica formal que se asigna a un átomo en un compuesto. El número de oxidación supone que hay enlaces iónicos entre átomos unidos por enlace covalente. Su variación en una reacción química indica la existencia de un proceso de oxidación-reducción. El número de oxidación se puede definir como el número de cargas que habría que asignar a cada uno de los átomos de los distintos elementos que forman un compuesto, si todos ellos pasaran al estado de iones. La suma de los números de oxidación de todos los átomos que forman un compuesto es cero.
Los electrones de valencia para los elementos representativos, son aquellos que están en el nivel n de energía principal más alto.
