IB 化學/週期性
3.1.1 : 元素的原子序數沿週期橫向遞增，沿族縱向遞增。
3.1.2 : 族 - 垂直方向的列。週期 - 水平方向的行。
3.1.3 : 族 = 原子的價電子數。週期 = 主要電子層數...如上所述的 s、p、d 和 f 區塊。
3.2.1 : 電子結構
- 沿週期橫向移動，價電子數增加
- 沿族縱向移動，增加一個電子層（具有相同數量的價電子）
原子半徑
- 沿週期橫向移動，半徑減小，因為核電荷增加，遮蔽效應減弱（外層電子和質子數量增加）
- 沿族縱向移動，半徑增加，因為額外的電子層阻擋了核電荷，並且遮蔽效應增強（遮蔽）
離子半徑
- 陽離子（Na ‡ Na+ + e-）半徑較小，因為少了一個電子層並且遮蔽效應減弱
- 陰離子（F + e- ‡ F-）半徑較大，因為由於在此離子狀態下存在額外的電子，核的正電荷的拉力（PPP）較小。
電離能 電離能是從 1 摩爾氣態原子中去除 1 摩爾電子所需的能量（例如，M ‡ M+ + e-）
連續電離能為第三電離能 > 第二電離能 > 第一電離能，因為半徑較小且電荷較大。
電子親和能 電子親和能是在 1 摩爾氣態原子中加入 1 摩爾電子時的能量變化（例如，X(g) + e- ‡ X-(g)）
電負性 電負性是在鍵中吸引電子的元素能力的度量。電負性最大的元素（按遞減順序排列）是 F、O 和 N。
- 沿週期橫向移動，電負性增加，因為核電荷的增加使原子核對電子的吸引力更強
- 沿族縱向移動，電負性降低，因為遮蔽效應增強，核的吸引力減弱
熔點
- 1 族元素的熔點沿族縱向移動降低，因為元素的金屬結構由離域電子之間的吸引力保持在一起。
- 7 族元素的熔點沿族縱向移動升高，因為分子間作用力增強，並且隨著電子數量的增加而增強。
由於週期表組織方式的原因，許多趨勢變得明顯。
沿週期表橫向移動，質子和電子增加。因為所有這些電子都新增到同一個電子層中，所以電離能增加。電離能是去除最外層電子所需的能量。由於週期表橫向移動時，更多質子和更多電子之間的整體吸引力更大，因此去除電子的難度越來越大。元素的原子半徑減小。此外，金屬特性降低（電負性增加；電負性是元素獲得電子的趨勢）。這反映了金屬原子失去電子的趨勢，而非金屬原子獲得電子的趨勢。
因為同一族（列）中的元素具有相同的價電子層構型，所以它們的行為往往非常相似。沿週期表縱向移動，電子被新增到越來越高的能級。因此，原子半徑增加。此外，去除較大原子最外層電子的難度較小，因此電離能和電負性也降低。
氦、氖、氬、氪、氙、氡
除了氦之外的所有稀有氣體都具有完整的價電子層構型（8 個外層電子，氦為 2 個）。因為這種構型非常穩定且對稱，所以稀有氣體非常不活潑，只有在極其嚴格的條件下才會發生反應。
氟、氯、溴、碘、砈
鹵素的電子構型為 7，這意味著它們只需要一個電子就能形成稀有氣體構型。它們的電子親和能非常負，反應性極強，並形成帶 -1 電荷的離子。它們的反應性非常強，以至於在均相狀態下，紫外線會催化自由基反應。
氟是電負性最大的元素，反應性非常強，幾乎可以與任何其他元素（稀有氣體、氧、氮和金是例外）反應形成氟化物。氯的反應性稍弱，溴的反應性比氯稍弱，碘的反應性更弱，但即使是碘也是一種強大的碘化劑。強放射性掩蓋了砈的化學性質。
除了砈之外，所有元素都與氫形成氣體化合物：氟化氫 HF、氯化氫 HCl、溴化氫 HBr 和碘化氫 HI；這些是酸性、反應性很強的物質；除了氟化氫之外，這些物質屬於已知的最強酸之一。它們釋放鹵素，氫鹵酸與大多數金屬反應，金屬鹵化物被稱為鹽，其中氯化鈉 NaCl 最廣為人知，被稱為“鹽”。
該族元素的電負性隨著原子質量的增加而降低，氧的電負性比除氟之外的所有元素都大；除了其 -2 氧化態之外，它的作用與鹵素非常相似。氟和氧將這些元素氧化至 +6 氧化態，形成諸如六氟化硫 SF6 和三氧化硫 SO3 及其衍生物硫酸 H2SO4 等物質（對於硫而言）；硫酸是使用最廣泛的工業化學品之一。氟、氧、氯和溴將該族的所有元素（氧除外）氧化至 +4 氧化態。
硫、硒和碲的氧化物呈酸性。強放射性在很大程度上掩蓋了釙的化學性質。
（鈹、鎂、鈣、鍶、鋇、鐳）
這些物質都是金屬，其外層電子殼層中都有兩個電子，或者說是ns2構型。隨著質量的增加，這些元素變得更軟，熔點和沸點降低，反應性增強。自然界中沒有以遊離狀態存在的，並且都難以從其化合物中分離出來。它們都與鹵素反應，除了鈹以外，還與水和氧氣反應（鎂在高於生物體溫度下反應）。
它們都氧化成+2價態，這表示一個離子處於惰性氣體的穩定構型。
鈹是反應性最弱的元素；它是這些元素中最硬的。它的氧化物是兩性的；它既能與強酸反應又能與強鹼反應。
鎂在熱空氣或蒸汽中燃燒生成鹼性氧化物或氫氧化物。這種金屬的粉末或薄片可以用火柴點燃。氫氧化鎂是一種強鹼，儘管其溶解度低掩蓋了其鹼性。在室溫下，鎂金屬輕而堅固，但它可以在空氣中被點燃。鹵素和酸會劇烈地腐蝕鎂，形成諸如氯化鎂（MgCl2）或硫酸鎂（MgSO4）之類的鹽。雖然鎂會與大氣中的氧氣反應，但氧化物層保護金屬免受氧化。
對於鈣和該族中較重的元素，反應更加劇烈，並且在較低的溫度下發生；它們不僅與鹵素和酸反應，還與水、氧氣甚至氮氣反應。它們是如此強的還原劑，以至於它們可以將二氧化碳還原為碳，以及將許多金屬氧化物還原為金屬。
鐳的強放射性掩蓋了其化學性質，但就其已知的化學性質而言，它很好地符合該族及其規律。
（鋰、鈉、鉀、銣、銫（美國拼寫為cesium）、鍅）
這些元素最顯著的特點是它們的反應性。從物理上來說，它們是柔軟、有光澤（新制備時）的固體，熔點低；它們導電性良好。它們都只有一個最外層電子，很容易失去給幾乎任何除氮以外的負電性物質（鋰與氮反應，而其他元素則不反應）。在地球上從未發現它們以遊離狀態存在，並且從未被用作結構金屬。它們必須儲存在惰性液體（如煤油）或惰性氣體（對於鋰以外的所有元素，氮氣就足夠了）中。
它們都容易氧化成+1氧化態。高反應性掩蓋了鍅的化學性質。
它們與大氣中的氧氣反應生成各種氧化物，並與水、鹵素和酸劇烈反應。這些金屬與水之間的一個典型反應如下所示
Na(s) + H2O → Na+(aq) + OH-(aq) + 1/2 H2 (g)
（警告：此反應會產生大量熱量。除了使用專業化學家採用的謹慎措施外，不應將任何鹼金屬投入水中或酸中。此反應產生的氫氣本身可能會與大氣中的氧氣發生危險的燃燒。這些金屬絕不允許接觸皮膚，因為它們會與皮膚上的任何水反應併產生腐蝕性的氫氧化物，從而灼傷皮膚。強鹼金屬氫氧化物溶液會破壞皮膚）。
這些元素的氫氧化物在水中完全解離，形成一些已知的最強鹼。它們與任何酸一樣鹼性強，並與酸劇烈反應，在中和反應中形成鹵化物和水
NaOH(s) + HCl (g) → NaCl(s) + H2O (s)
這些金屬與任何酸反應的結果都是鹽。幾乎所有這些元素的鹽都高度溶於水並形成導電溶液，證明了它們的離子性質。這些物質中最著名的是氯化鈉NaCl，一種被稱為食鹽的物質。這些元素與強酸形成的鹽是中性的（例如，硝酸鉀KNO3）；與弱酸（如醋酸）形成的鹽是鹼性的（碳酸鈉Na2CO3）。
氫是宇宙中最常見的元素；作為氣體，它太輕，地球的引力無法將其束縛。它是太陽和所有其他恆星以及我們太陽系的氣態巨行星中最常見的成分。它以水的成分形式存在於地球表面或地表之下，並存在於無數的碳化合物中，其中許多對生命至關重要。
太陽（或任何其他恆星）的熱量和光線主要來自氫核聚變生成氦。核反應超出了化學討論的正常範圍，因此在這裡可以基本忽略。
氫雖然有一個最外層電子，但它不屬於鹼金屬或任何其他族。它應該有自己的處理方式。它形成類似於鹼金屬化合物的化合物，但此類氫化合物鹼性弱得多（或酸性強得多），離子性弱得多，揮發性強得多。氯化鈉，典型的鹽，是中性的並且顯然是離子性的；氯化氫在正常條件下是非離子氣體，是一種強酸。氫氧化鈉的氫類似物在正常情況下是揮發性液體：與強鹼性和固體氫氧化鈉不同，水是微弱的離子型且實際上是中性的。
氫是一種非金屬，形成雙原子氣體，這是由氫原子單個電子的共享產生的。它可以透過失去一個電子或透過獲得一個電子並達到氦的完整殼層構型來獲得穩定的離子結構（沒有電子！）。氫分子最好描述為兩個氫原子之間共享兩個電子。這種結構非常穩定，並且很少傾向於在其他氫分子之間形成鍵；氫在某些已知最低溫度下都是氣體。它也是最輕的氣體，重量甚至比氦還輕。
氫很容易與其電子與強負電性元素（如任何鹵素、氧或硫）共享。與氟的結合特別劇烈，並且可以在非常低的溫度下進行
1/2 H2 (g) + 1/2 F2(g) → HF(g)
光足以迫使氫和氯發生燃燒，而火花足以導致氫和氧發生燃燒。鑑於1936年的興登堡災難，氦早已取代氫用於比空氣輕的飛行器。該反應如下所示
H2 (g) + 1/2 O2 (g) → H2O (g)
（請注意，在與這種燃燒相關的溫度下，水處於氣態！）
在某種程度上類似地（但不是很好），氫可以有點像鹵素，與某些金屬形成氫化物。其中大多數與水劇烈反應生成氫氣和金屬氫氧化物。氫與非金屬的化合物通常是這些元素中最揮發性的物質。
在壓力下，在水溶液或非固體酸中，氫是一種良好的還原劑。強酸會腐蝕大多數金屬
Zn (s) + 2 H+ (aq) → Zn 2+ (aq) + H 2 (g) .
在氣態巨行星的大氣中，高壓下的氣態氫將氮還原為氨，碳化合物還原為甲烷和其他烴，以及氧化物還原為水。
氫形成的化合物比任何其他元素都多，包括碳（幾乎所有碳化合物都是氫的化合物，反之亦然，但含氫不含碳的物質比含碳不含氫的化合物多）。氫與大多數非金屬形成鍵，包括氧、氮和碳。雖然氫原子只能與另一種元素鍵合，並且只能以單鍵鍵合，但氫允許形成很長的碳原子鏈。大多數僅含碳的氫化合物是可燃氣體或揮發性液體或蠟狀固體，可以汽化並燃燒以產生水、二氧化碳和大量熱量。天然氣、汽油（烴類液體的混合物）和蠟燭中的蠟都是合適的燃料。透過與氧、氮、硫以及在某些情況下金屬等其他元素結合，氫可以形成對生命必需的物質，包括羧酸、糖、蛋白質、核酸、血紅蛋白和葉綠素。
此類複雜化合物通常在有機化學中討論，有機化學是一門更明顯地與碳相關的學科。