Yläkoulun kemiassa opittiin ymmärtämään atomin rakenne, ydin ja elektroniverho (elektronipilvi). Alkuaine selitetään koostuvan atomeista, joilla on sama määrä protoneja ytimessä. Protonien lisäksi ytimessa on neutroneja. Saman alakuaineen atomeilla voi olla eri määrä neutroneja ytimessa, näitä kutsutaan alkuaineen eri isotoopeiksi. Tietyn isotoopit ovat pysyviä, tietyt hajoavat (tätä kutsutaan radioaktiivisuudeksi).

Alkuaineiden kemiallisten ominaisuuksien perusteella mm. Mendelejev ryhmitteli alkuaineita tiettyyn taulukkoon, jota ryhdyttiin kutsumaan jaksolliseksi järjestelmäksi.
(KUVA MENDELEJEVIN JAKS.JÄRJESTELMÄSTÄ).
Jaksollinen järjestelmä on täydentynyt ajan myötä ja sen rakenne antaa osviittaa erityisesti elektroniverhon rakenteesta, elektronien erilaisista energiatiloista. Alkuaineiden kemialliset ominaisuudet määräytyvät hyvin pitkälti ns. ulkoelektronien määrän mukaan. Bohrin atomimallin mukaan elektronit sijoittuvat tietyille elektronikuorille oheisen kuvan mukaan.
(KUVA ...)
Tämä malli selittää kohtuullisen hyvin jaksollisen järjestelmän pääryhmien alkuaineiden erityisesti ulkoelektronien lukumäärän ja sitä kautta vahvojen sidoksien syntymisen eri alkuaineiden välillä.

Nykyinen tapa numeroida jaksollisen järjestelmän ryhmät (sarakkeet) perustuu IUPACin periaatteisiin. Tämä kuitenkin ei ole ollut alkuperäinen eikä ole jaksollisen järjestelmän alkuperäisen idean mukainen numerointi. Ns. amerikkalainen tapa numeroida noudattaa alkuperäistä "ulkoelektronien lukumäärää" kuvaavaa numerointia.
(KUVA IUPAC ja AMER.JAKS.JÄRJ.NUMEROINNISTA)

Atomin rakenteen syvällisempi ymmärtäminen sekä kvanttilukujen ja sitä kautta orbitaaliteorian hyödyntäminen selittää paljon laajemmin eri alkuaineiden elektronirakennetta ja niiden mahdollisia kemiallisia ominaisuuksia. Alkuaineiden käyttäytyminen kemiallisissa reaktioissa, erityisesti hapetus-pelkistysreaktoissa, vaatii tarkempaa ymmärrystä elektroniverhon rakenteesta kuin Bohrin atomimalli mahdollistaa.

Nykyään esimerkiksi alkuaineiden ionisoitumisenergioiden arvot voidaan selittää paremmin orbitaaliteorian kuin Bohrin atomimallin mukaan. Elektronien erilaiset energiat ja myös perusmallista poikkeavat spektrit selittyvät osaltaan juuri orbitaaliteorian kautta.

(KUVA PARIN ALKUAINEEN IONISOITUMISENERGIOIDEN KUVAAJISTA, ... JOKU SPEKTRIKUVA)

Orbitaaliteoria autta ameitä ymmärtämään myös siirtymäalkuaineiden elektronien sijoittumista eri energiatasoille.