IB 化学/周期性
3.1.1 : 元素的原子序数沿周期横向递增，沿族纵向递增。
3.1.2 : 族 - 垂直方向的列。周期 - 水平方向的行。
3.1.3 : 族 = 原子的价电子数。周期 = 主要电子层数...如上所述的 s、p、d 和 f 区块。
3.2.1 : 电子结构
- 沿周期横向移动，价电子数增加
- 沿族纵向移动，增加一个电子层（具有相同数量的价电子）
原子半径
- 沿周期横向移动，半径减小，因为核电荷增加，屏蔽效应减弱（外层电子和质子数量增加）
- 沿族纵向移动，半径增加，因为额外的电子层阻挡了核电荷，并且屏蔽效应增强（屏蔽）
离子半径
- 阳离子（Na ‡ Na+ + e-）半径较小，因为少了一个电子层并且屏蔽效应减弱
- 阴离子（F + e- ‡ F-）半径较大，因为由于在此离子状态下存在额外的电子，核的正电荷的拉力（PPP）较小。
电离能 电离能是从 1 摩尔气态原子中去除 1 摩尔电子所需的能量（例如，M ‡ M+ + e-）
连续电离能为第三电离能 > 第二电离能 > 第一电离能，因为半径较小且电荷较大。
电子亲和能 电子亲和能是在 1 摩尔气态原子中加入 1 摩尔电子时的能量变化（例如，X(g) + e- ‡ X-(g)）
电负性 电负性是在键中吸引电子的元素能力的度量。电负性最大的元素（按递减顺序排列）是 F、O 和 N。
- 沿周期横向移动，电负性增加，因为核电荷的增加使原子核对电子的吸引力更强
- 沿族纵向移动，电负性降低，因为屏蔽效应增强，核的吸引力减弱
熔点
- 1 族元素的熔点沿族纵向移动降低，因为元素的金属结构由离域电子之间的吸引力保持在一起。
- 7 族元素的熔点沿族纵向移动升高，因为分子间作用力增强，并且随着电子数量的增加而增强。
由于周期表组织方式的原因，许多趋势变得明显。
沿周期表横向移动，质子和电子增加。因为所有这些电子都添加到同一个电子层中，所以电离能增加。电离能是去除最外层电子所需的能量。由于周期表横向移动时，更多质子和更多电子之间的整体吸引力更大，因此去除电子的难度越来越大。元素的原子半径减小。此外，金属特性降低（电负性增加；电负性是元素获得电子的趋势）。这反映了金属原子失去电子的趋势，而非金属原子获得电子的趋势。
因为同一族（列）中的元素具有相同的价电子层构型，所以它们的行为往往非常相似。沿周期表纵向移动，电子被添加到越来越高的能级。因此，原子半径增加。此外，去除较大原子最外层电子的难度较小，因此电离能和电负性也降低。
氦、氖、氩、氪、氙、氡
除了氦之外的所有稀有气体都具有完整的价电子层构型（8 个外层电子，氦为 2 个）。因为这种构型非常稳定且对称，所以稀有气体非常不活泼，只有在极其严格的条件下才会发生反应。
氟、氯、溴、碘、砹
卤素的电子构型为 7，这意味着它们只需要一个电子就能形成稀有气体构型。它们的电子亲和能非常负，反应性极强，并形成带 -1 电荷的离子。它们的反应性非常强，以至于在均相状态下，紫外线会催化自由基反应。
氟是电负性最大的元素，反应性非常强，几乎可以与任何其他元素（稀有气体、氧、氮和金是例外）反应形成氟化物。氯的反应性稍弱，溴的反应性比氯稍弱，碘的反应性更弱，但即使是碘也是一种强大的碘化剂。强放射性掩盖了砹的化学性质。
除了砹之外，所有元素都与氢形成气体化合物：氟化氢 HF、氯化氢 HCl、溴化氢 HBr 和碘化氢 HI；这些是酸性、反应性很强的物质；除了氟化氢之外，这些物质属于已知的最强酸之一。它们释放卤素，氢卤酸与大多数金属反应，金属卤化物被称为盐，其中氯化钠 NaCl 最广为人知，被称为“盐”。
该族元素的电负性随着原子质量的增加而降低，氧的电负性比除氟之外的所有元素都大；除了其 -2 氧化态之外，它的作用与卤素非常相似。氟和氧将这些元素氧化至 +6 氧化态，形成诸如六氟化硫 SF6 和三氧化硫 SO3 及其衍生物硫酸 H2SO4 等物质（对于硫而言）；硫酸是使用最广泛的工业化学品之一。氟、氧、氯和溴将该族的所有元素（氧除外）氧化至 +4 氧化态。
硫、硒和碲的氧化物呈酸性。强放射性在很大程度上掩盖了钋的化学性质。
（铍、镁、钙、锶、钡、镭）
这些物质都是金属，其外层电子壳层中都有两个电子，或者说是ns2构型。随着质量的增加，这些元素变得更软，熔点和沸点降低，反应性增强。自然界中没有以游离状态存在的，并且都难以从其化合物中分离出来。它们都与卤素反应，除了铍以外，还与水和氧气反应（镁在高于生物体温度下反应）。
它们都氧化成+2价态，这表示一个离子处于惰性气体的稳定构型。
铍是反应性最弱的元素；它是这些元素中最硬的。它的氧化物是两性的；它既能与强酸反应又能与强碱反应。
镁在热空气或蒸汽中燃烧生成碱性氧化物或氢氧化物。这种金属的粉末或薄片可以用火柴点燃。氢氧化镁是一种强碱，尽管其溶解度低掩盖了其碱性。在室温下，镁金属轻而坚固，但它可以在空气中被点燃。卤素和酸会剧烈地腐蚀镁，形成诸如氯化镁（MgCl2）或硫酸镁（MgSO4）之类的盐。虽然镁会与大气中的氧气反应，但氧化物层保护金属免受氧化。
对于钙和该族中较重的元素，反应更加剧烈，并且在较低的温度下发生；它们不仅与卤素和酸反应，还与水、氧气甚至氮气反应。它们是如此强的还原剂，以至于它们可以将二氧化碳还原为碳，以及将许多金属氧化物还原为金属。
镭的强放射性掩盖了其化学性质，但就其已知的化学性质而言，它很好地符合该族及其规律。
（锂、钠、钾、铷、铯（美国拼写为cesium）、钫）
这些元素最显著的特点是它们的反应性。从物理上来说，它们是柔软、有光泽（新制备时）的固体，熔点低；它们导电性良好。它们都只有一个最外层电子，很容易失去给几乎任何除氮以外的负电性物质（锂与氮反应，而其他元素则不反应）。在地球上从未发现它们以游离状态存在，并且从未被用作结构金属。它们必须保存在惰性液体（如煤油）或惰性气体（对于锂以外的所有元素，氮气就足够了）中。
它们都容易氧化成+1氧化态。高反应性掩盖了钫的化学性质。
它们与大气中的氧气反应生成各种氧化物，并与水、卤素和酸剧烈反应。这些金属与水之间的一个典型反应如下所示
Na(s) + H2O → Na+(aq) + OH-(aq) + 1/2 H2 (g)
（警告：此反应会产生大量热量。除了使用专业化学家采用的谨慎措施外，不应将任何碱金属投入水中或酸中。此反应产生的氢气本身可能会与大气中的氧气发生危险的燃烧。这些金属绝不允许接触皮肤，因为它们会与皮肤上的任何水反应并产生腐蚀性的氢氧化物，从而灼伤皮肤。强碱金属氢氧化物溶液会破坏皮肤）。
这些元素的氢氧化物在水中完全解离，形成一些已知的最强碱。它们与任何酸一样碱性强，并与酸剧烈反应，在中和反应中形成卤化物和水
NaOH(s) + HCl (g) → NaCl(s) + H2O (s)
这些金属与任何酸反应的结果都是盐。几乎所有这些元素的盐都高度溶于水并形成导电溶液，证明了它们的离子性质。这些物质中最著名的是氯化钠NaCl，一种被称为食盐的物质。这些元素与强酸形成的盐是中性的（例如，硝酸钾KNO3）；与弱酸（如醋酸）形成的盐是碱性的（碳酸钠Na2CO3）。
氢是宇宙中最常见的元素；作为气体，它太轻，地球的引力无法将其束缚。它是太阳和所有其他恒星以及我们太阳系的气态巨行星中最常见的成分。它以水的成分形式存在于地球表面或地表之下，并存在于无数的碳化合物中，其中许多对生命至关重要。
太阳（或任何其他恒星）的热量和光线主要来自氢核聚变生成氦。核反应超出了化学讨论的正常范围，因此在这里可以基本忽略。
氢虽然有一个最外层电子，但它不属于碱金属或任何其他族。它应该有自己的处理方式。它形成类似于碱金属化合物的化合物，但此类氢化合物碱性弱得多（或酸性强得多），离子性弱得多，挥发性强得多。氯化钠，典型的盐，是中性的并且显然是离子性的；氯化氢在正常条件下是非离子气体，是一种强酸。氢氧化钠的氢类似物在正常情况下是挥发性液体：与强碱性和固体氢氧化钠不同，水是微弱的离子型且实际上是中性的。
氢是一种非金属，形成双原子气体，这是由氢原子单个电子的共享产生的。它可以通过失去一个电子或通过获得一个电子并达到氦的完整壳层构型来获得稳定的离子结构（没有电子！）。氢分子最好描述为两个氢原子之间共享两个电子。这种结构非常稳定，并且很少倾向于在其他氢分子之间形成键；氢在某些已知最低温度下都是气体。它也是最轻的气体，重量甚至比氦还轻。
氢很容易与其电子与强负电性元素（如任何卤素、氧或硫）共享。与氟的结合特别剧烈，并且可以在非常低的温度下进行
1/2 H2 (g) + 1/2 F2(g) → HF(g)
光足以迫使氢和氯发生燃烧，而火花足以导致氢和氧发生燃烧。鉴于1936年的兴登堡灾难，氦早已取代氢用于比空气轻的飞行器。该反应如下所示
H2 (g) + 1/2 O2 (g) → H2O (g)
（请注意，在与这种燃烧相关的温度下，水处于气态！）
在某种程度上类似地（但不是很好），氢可以有点像卤素，与某些金属形成氢化物。其中大多数与水剧烈反应生成氢气和金属氢氧化物。氢与非金属的化合物通常是这些元素中最挥发性的物质。
在压力下，在水溶液或非固体酸中，氢是一种良好的还原剂。强酸会腐蚀大多数金属
Zn (s) + 2 H+ (aq) → Zn 2+ (aq) + H 2 (g) .
在气态巨行星的大气中，高压下的气态氢将氮还原为氨，碳化合物还原为甲烷和其他烃，以及氧化物还原为水。
氢形成的化合物比任何其他元素都多，包括碳（几乎所有碳化合物都是氢的化合物，反之亦然，但含氢不含碳的物质比含碳不含氢的化合物多）。氢与大多数非金属形成键，包括氧、氮和碳。虽然氢原子只能与另一种元素键合，并且只能以单键键合，但氢允许形成很长的碳原子链。大多数仅含碳的氢化合物是可燃气体或挥发性液体或蜡状固体，可以汽化并燃烧以产生水、二氧化碳和大量热量。天然气、汽油（烃类液体的混合物）和蜡烛中的蜡都是合适的燃料。通过与氧、氮、硫以及在某些情况下金属等其他元素结合，氢可以形成对生命必需的物质，包括羧酸、糖、蛋白质、核酸、血红蛋白和叶绿素。
此类复杂化合物通常在有机化学中讨论，有机化学是一门更明显地与碳相关的学科。