Sadržaj
1869. Dmitri Mendeleev objavio je rad pod naslovom "O odnosu svojstava elemenata s njihovim atomskim težinama". U tom je radu stvorio naručeni raspored elemenata, razvrstavajući ih po redoslijedu povećavanja težine i razvrstavajući ih u skupine na temelju sličnih kemijskih svojstava. Iako je preostalo mnogo desetljeća do otkrivanja pojedinosti atomske strukture, Mendeleev je tablica već organizirao elemente u smislu njihove valencije.
Elementi i atomska težina
U Mendelejevo doba atomi su se smatrali nedjeljivim, jedinstvenim cjelinama. Neki su bili teži od drugih, pa se činilo razumnim naručiti elemente povećanjem težine. Postoje dva problema s ovim pristupom. Prvo, mjerenje težine je težak zadatak, a mnogi prihvaćeni utezi Mendeleevog dana nisu bili tačni. Drugo, ispada da atomska težina zapravo nije relevantan parametar. Današnje periodičke tablice postavljaju elemente po njihovom atomskom broju, a to je broj protona u jezgri. U Mendelejevo vrijeme protoni još nisu otkriveni.
Elementi i kemijska svojstva
Mendeleev je napisao da "raspored prema atomskoj težini odgovara valenciji elementa i u određenoj mjeri razlici u kemijskom ponašanju". Valencija je, prema Mendelejevu shvaćanju, bila pokazatelj sposobnosti jednog elementa da se kombinira s drugim elementima. Mendeleev je kombinirao redoslijed atomske težine s zajedničkim valencijama da bi organizirao elemente u tablici. Odnosno, elemente je organizirao u skupine prema njihovim kemijskim karakteristikama. Budući da se ta svojstva ponavljaju tako često, rezultat je bila periodična tablica u kojoj svaki okomiti stupac, nazvan grupom, sadrži elemente sličnih karakteristika, a svaki vodoravni red, nazvan razdoblje, raspoređuje elemente po težini, povećavajući se s lijeva na desno i odozdo prema dnu.
Atomska struktura
Otprilike 50 godina nakon prve Mendeleeve prve periodičke tablice, znanstvenici su otkrili da je atom sagrađen oko jezgre s pozitivno nabijenim protonom i neutralnim neutronima - oba su relativno teška. Pozitivno nabijeno jezgro okruženo je oblakom negativno nabijenih elektrona. Broj protona - koji se nazivaju i atomski broj - obično odgovara broju elektrona. Ispada da broj elektrona koji element u velikoj mjeri određuje njegova kemijska svojstva. Dakle, pravilan redoslijed u periodičnoj tablici određuje se brojem elektrona, a ne težinom kao što je Mendeleev prvotno predložio.
Valentni elektroni
Elektroni u oblaku koji okružuju jezgru elemenata raspoređeni su u slojevima, nazvanim ljuske. Svaka ljuska ima određen broj elektrona koje može držati. Kad se svaka ljuska napuni dodaje se nova ljuska dok se ne uračunaju svi elektroni. Elektroni u najudaljenijoj ljusci nazivaju se valentni elektroni, jer upravo njihova interakcija određuje kemijska svojstva elementa. Stupci koji su postavljeni u grupne elemente sličnih kemijskih svojstava ispadaju da su potpuno isti stupovi definirani brojem valentnih elektrona. Elementi u grupi 1A imaju samo jedan valentni elektron, a svaki stupac grupe A desno dodaje još jedan valentni elektron. Organizacija postaje pomalo mutna s elementima grupe B, ali svaki je od njih također grupiran po svom broju valentnih elektrona.