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Teoria del guscio elettronico

Nella classificazione periodica, i gas nobili (gruppo VIIIA), totalmente non reattivi (stato di ossidazione pari a 0), occupano posizioni comprese tra quelle dei metalli altamente reattivi di stato di ossidazione +1 e quelle dei non metalli altamente reattivi aventi stato di ossidazione -1. L'osservazione di questa situazione ha portato alla formulazione della teoria secondo la quale la periodicità delle proprietà atomiche è dovuta alla disposizione degli elettroni in gusci (livelli) collocati intorno al nucleo. Secondo tale teoria, i gas nobili sono di norma inerti perché i loro gusci elettronici esterni sono completamente occupati; gli altri elementi, invece, hanno i livelli esterni solo parzialmente pieni, e questa incompletezza dà ragione della loro reattività. Tutti gli elementi che appartengono al gruppo che precede i gas nobili nella tavola periodica mancano di un elettrone per completare il guscio esterno. Nella maggior parte dei casi mostrano stato di ossidazione pari a -1, e durante una reazione tendono ad acquistare un elettrone per completare il livello. Al contrario, gli elementi che si collocano dopo i gas nobili (gruppo IA) hanno un elettrone in eccesso (stato di ossidazione +1), che cedono facilmente nel corso di una reazione chimica.

Analizzando la tavola periodica alla luce di questa teoria, si deduce che il primo guscio può contenere fino a un massimo di due elettroni, il secondo otto, il terzo diciotto e così via. Il numero totale di elementi nel periodo corrisponde al numero totale di elettroni necessari per ottenere una configurazione stabile, ovvero un livello elettronico completamente occupato. I gruppi A e i gruppi B, pur avendo lo stesso numero di elettroni nel livello più esterno, differiscono nella struttura dei gusci più interni. Questo modello fornisce una buona spiegazione della formazione dei legami chimici.