Bảng tuần hoàn hóa học sắp xếp toàn bộ những nguyên tố đã biết theo trật tự số nguyên tử tăng dần. Trật tự đó nói chung khớp với khối lượng nguyên tử tăng dần. Những hàng ngang thì gọi là chu kì. Số chu kì của một nguyên tố biểu thị mức năng lượng cao nhất mà một electron trong nguyên tố đó chiếm giữ (ở trạng thái không bị kích thích). Số electron trong một chu kì tăng khi di chuyển từ trên xuống dưới bảng tuần hoàn; do đó, khi mức năng lượng của nguyên tử tăng lên, thì số mức con năng lượng trên mỗi mức năng lượng cũng tăng lên.
Các nguyên tố nằm trong cùng một cột trên bảng tuần hoàn (gọi là “nhóm”) có cấu hình electron hóa trị giống hệt nhau và thường hành xử theo kiểu giống nhau về phương diện hóa học. Chẳng hạn, toàn bộ các nguyên tố nhóm 18 là chất khí trơ.
Các nhóm nguyên tố hoặc là phi kim hoặc là những tập con khác nhau của các kim loại, nhưng không có đường ranh giới rõ ràng giữa hai loại nguyên tố. Các nguyên tố kim loại thường là chất dẫn điện và dẫn nhiệt tốt. Các tập con được gom nhóm dựa trên tính chất hóa học và các đặc điểm giống nhau. Bảng tuần hoàn hóa học trong ảnh bên dưới sử dụng các phân giới được chấp nhận rộng rãi nhất giữa các nguyên tố.
Kim loại kiềm: Các kim loại kiềm tạo nên Nhóm 1 của bảng tuần hoàn, và bao gồm lithium (Li) cho đến francium (Fr). Các nguyên tố này có hành trạng và đặc điểm rất giống nhau. Hydrogen là Nhóm 1, nhưng nó biểu hiện một vài đặc điểm của một kim loại và thường được phân loại là phi kim.
Kim loại kiềm thổ: Các kim loại kiềm thổ tạo nên Nhóm 2 của bảng tuần hoàn, từ beryllium (Be) đến radium (Ra). Các kim loại kiềm thổ có điểm nóng chảy rất cao và oxide của chúng có các dung dịch kiềm cơ bản.
Lanthanide: Họ lanthanide gồm các nguyên tố 57 — lanthanum (La), vì thế mà có tên gọi của nhóm – đến 71, lutetium (Lu). Cùng với các actinide, chúng thường được gọi là “nguyên tố f” vì chúng có các electron hóa trị trong lớp vỏ f.
Actinide: Họ actinide bao gồm nguyên tố 89, actinium (Ac), đến 103, lawrencium (Lr). Cùng với các lanthanide, chúng thường được gọi là “nguyên tố f” vì chúng có các electron hóa trị trong lớp vỏ f. Chỉ có thorium (Th) và uranium (U) xuất hiện trong tự nhiên với hàm lượng dồi dào. Chúng đều là chất phóng xạ.
Kim loại chuyển tiếp: Các kim loại chuyển tiếp là kim loại có lớp vỏ con d được lấp đầy một phần và bao gồm các Nhóm 3 đến 12, họ lanthanide và họ actinide.
Kim loại hậu chuyển tiếp: Các nguyên tố hậu chuyển tiếp gồm nhôm (Al), gallium (Ga), indium (In), thallium (Tl), Tin (Sn), chì (Pb) và bismuth (Bi). Như tên gọi cho biết, các nguyên tố này có một số đặc điểm của kim loại chuyển tiếp, nhưng chúng có xu hướng mềm hơn và dẫn điện/dẫn nhiệt kém hơn các kim loại chuyển tiếp.
Á kim: Các á kim gồm boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) và polonium (Po). Thỉnh thoảng chúng hành xử giống chất bán dẫn (B, Si, Ge) hơn là chất dẫn. Á kim còn được gọi là “nửa kim loại” hay “kim loại kém”.
Phi kim: Tên gọi “phi kim” thường được dùng để chỉ hydrogen (H), carbon (C), nitrogen (N), phosphorus (P), oxygen (O), lưu huỳnh (S) và selenium (Se).
Halogen: Các nguyên tố halogen là một tập con của các nguyên tố phi kim. Chúng bao gồm Nhóm 17 của bảng tuần hoàn, từ fluorine (F) đến astatine (At). Chúng thường rất hoạt tính hóa học và có mặt trong môi trường dưới dạng các hợp chất thay cho những nguyên tố tinh khiết.
Khí trơ: Các chất khí trơ tạo nên Nhóm 18. Chúng thường rất bền về mặt hóa học và biểu hiện những tính chất giống nhau là không màu và không mùi.
Nguồn: Los Alamos National Laboratory
