Les éléments sont classés dans un tableau périodique constitué de lignes horizontales ou périodes en nombre de 7, et de rangées verticales ou colonne en nombre de 18, qui rendent compte de leur structure électronique fondamentale. Il a laissé des cases vides, qui seraient remplies par la suite, au fur et à mesure de la découverte des éléments correspondants. Les éléments sont classés par numéro atomique Z croissant, actuellement (2005) il existe 115 éléments dont 92 sont naturels (de l’hydrogène à l’uranium exceptés deux : Technétium, Z = 43 et Prométhium, Z = 61) ; et le reste sont des éléments artificiels.

Le tableau de Mendeleïev est lié au remplissage successif des différentes sous-couches selon l’ordre dicté par la règle de Klechkowsky. Chaque période comporte des éléments dont la couche externe correspond à la même valeur du nombre quantique principal n. Elle débute par le remplissage de la sous – couche s et s’achève toujours par celui de la sous – couche p correspondante (à l’exception de la première période). Lorsque cette configuration est atteinte, la période est complète. la période est complète. Le dernier élément ainsi décrit étant un gaz rare de structure électronique ns²np⁶. Cette configuration constitue la configuration de cœur de la période suivante. 

En bleu + H + He : bloc électronique s : ns¹ à ns²
En orange et jaune : bloc électronique p : np¹ à np⁶
En vert : bloc électronique d : nd¹ à nd¹⁰
En mauve et violet : bloc électronique f : nf¹ à nf¹⁴
- Le tableau est divisé en lignes (périodes) qui correspondent aux couches remplies par les électrons.
Exemple : n = 3 (3ème ligne)
Na (3s¹) Mg (3s²) Al (3p¹) Ar (3p⁶)...
- Le tableau est divisé en colonnes (familles)

La structure du tableau périodique est liée au remplissage successif des différentes sous-couches selon l'ordre donné par la règle de Klechkowsky. Si désigne le gaz noble qui précède un élément dans le tableau périodique, les électrons de cœur symbolisés par sont responsables de la configuration électronique du gaz noble ; les autres forment les électrons de valence et sont décrits, selon la valeur de par la configuration externe du type :

                                                                                                    ou

• Les éléments d'une même colonne ont la même configuration électronique externe ;
• Les éléments d'une même période ont la même configuration de cœur, ;
• Le numéro (ou rang) d'une période est donnée par la valeur de (nombre quantique de l'état le plus externes occupé par les électrons de l'élément).
• Le numéro (ou rang) d'une colonne se relie aux coefficients de la configuration électronique externe.

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