După cum s-a menționat mai sus, proprietatea chimică caracteristică a unui atom metalic este aceea de a pierde unul sau mai mulți dintre electronii săi pentru a forma un ion pozitiv. Cu toate acestea, anumite metale pierd electroni mult mai ușor decât altele. În special, cesiul (Cs) își poate ceda mai ușor electronul de valență decât litiul (Li). De fapt, pentru metalele alcaline (elementele din grupa 1), ușurința de a ceda un electron variază după cum urmează: Cs > Rb > Rb > K > Na > Li, Cs fiind cel mai probabil, iar Li cel mai puțin probabil, să piardă un electron. Coborând în josul grupei, metalele au o probabilitate mai mare de a pierde un electron, deoarece electronul care este eliminat se află din ce în ce mai departe de nucleul pozitiv. Adică, electronul pierdut de la Cs pentru a forma Cs+ se află la o distanță mult mai mare de nucleul pozitiv atractiv – și este astfel mai ușor de îndepărtat – decât electronul care trebuie îndepărtat de la un atom de litiu pentru a forma Li+. Aceeași tendință se observă și în rândul elementelor din grupa 2 (metalele alcalino-pământoase); cu cât metalul se află mai jos în grupă, cu atât este mai probabil să piardă un electron.
La fel cum metalele variază oarecum în proprietățile lor, la fel și nemetalele. Ca regulă generală, metalele cele mai active din punct de vedere chimic apar în regiunea din stânga jos a tabelului periodic, în timp ce nemetalele cele mai active din punct de vedere chimic apar în regiunea din dreapta sus. Proprietățile semimetalelor, sau metaloizilor, se situează între cele ale metalelor și nemetalelor.
Energia de ionizare a unui element este energia necesară pentru a elimina un electron de la un atom individual. Aici M(g) reprezintă un metal în stare de vapori.
Encyclopædia Britannica, Inc.
Atomii metalici pierd electroni față de atomii nemetalici, deoarece metalele au, de obicei, energii de ionizare relativ scăzute. Metalele din partea inferioară a unei grupe pierd electroni mai ușor decât cele din partea superioară. Altfel spus, energiile de ionizare tind să scadă mergând de la vârful spre baza unei grupe. Nemetalele, care se găsesc în regiunea din dreapta a tabelului periodic, au energii de ionizare relativ mari și, prin urmare, tind să câștige electroni. Energiile de ionizare cresc, în general, mergând de la stânga la dreapta de-a lungul unei anumite perioade. Astfel, elementele care apar în regiunea din stânga jos a tabelului periodic au cele mai mici energii de ionizare (și, prin urmare, sunt cele mai active din punct de vedere chimic metale), în timp ce elementele care apar în regiunea din dreapta sus a tabelului periodic au cele mai mari energii de ionizare (și, prin urmare, sunt cele mai active din punct de vedere chimic nemetale).
Cum s-a menționat mai sus, atunci când un element nemetalic reacționează cu un element metalic, electronii sunt transferați de la atomii metalului la atomii nemetalului, formând ioni pozitivi (cationi) și, respectiv, ioni negativi (anioni). Se obține astfel un compus ionic. De exemplu, litiul și fluorul (F) reacționează pentru a forma fluorura de litiu (LiF), care conține ioni Li+ și F-.
În schimb, atunci când două elemente nemetalice reacționează, atomii se combină pentru a forma molecule prin schimbul de electroni. Legăturile formate prin schimbul de electroni între atomi se numesc legături covalente. Electronii sunt mai degrabă partajați decât transferați, deoarece cei doi atomi nemetalici au puteri de atracție comparabile pentru electronii din legătură. De exemplu, fluorul gazos este format din molecule de F2, în care atomii de fluor sunt legați între ei prin partajarea unei perechi de electroni, câte unul adus de fiecare atom. În plus, hidrogenul și fluorul reacționează pentru a forma fluorură de hidrogen, care conține molecule de HF. Atomii de hidrogen și de fluor sunt legați între ei printr-o pereche de electroni, un electron adus de atomul de hidrogen și unul de cel de fluor. Deși electronii sunt împărțiți între atomii de hidrogen și de fluor, în acest caz nu sunt împărțiți în mod egal. Acest lucru este clar din faptul că molecula de HF este polară; atomul de hidrogen are o sarcină parțial pozitivă (δ+), în timp ce atomul de fluor are o sarcină parțial negativă (δ-): H-F
δ+ δ- (În acest exemplu, simbolul δ reprezintă un număr mai mic decât unu.) Această polaritate electrică apare deoarece electronii partajați petrec mai mult timp în apropierea atomului de fluor decât în apropierea atomului de hidrogen. Altfel spus, fluorul are o afinitate mai mare pentru electronii comuni decât hidrogenul. Acest lucru conduce la o legătură covalentă polară.
Capacitatea unui atom de a atrage electronii partajați cu un alt atom se numește electronegativitatea sa. Electronegativitățile relative ale diferiților atomi pot fi determinate prin măsurarea polarităților legăturilor care implică atomii în cauză. Fluorul are cea mai mare valoare a electronegativității (4,0, conform scalei Pauling), iar cesiul și franciul au cele mai mici valori (0,79 și, respectiv, 0,7). În general, atomii nemetalici au electronegativități mai mari decât atomii metalici. În tabelul periodic, electronegativitatea crește, de obicei, atunci când se deplasează de-a lungul unei perioade și scade atunci când se coboară în josul unei grupe. Atunci când elemente cu electronegativități foarte diferite (cum ar fi fluorul și cesiul) reacționează, unul sau mai mulți electroni sunt transferați pentru a forma un compus ionic. De exemplu, cesiul și fluorul reacționează pentru a forma CsF, care conține ioni Cs+ și F-. Când atomii nemetalici cu electronegativități diferite reacționează, ei formează molecule cu legături covalente polare.
Encyclopædia Britannica, Inc.
O altă proprietate atomică importantă este dimensiunea atomică. Dimensiunile atomilor variază; în general, atomii au tendința de a deveni mai mari atunci când coboară în josul unei grupe din tabelul periodic și mai mici atunci când merg de la stânga la dreapta de-a lungul unei perioade.
.