Die Anordnung der Elemente im Periodensystem erfolgt so, dass Elemente mit ähnlichen Eigenschaften jeweils in einer Gruppe untereinander stehen. Dabei unterscheidet man Haupt- und Nebengruppen:
In den Hauptgruppen (es gibt insgesamt 8 Hauptgruppen) ist die Anzahl der Elektronen in der äußeren Elektronenhülle aller Elemente identisch und gleich der Hauptgruppennummer (Achtung: IUPAC-Regel nummeriert anders). Bei den Hauptgruppen entscheidet die Besetzung der äußersten Schale mit Elektronen über deren Reaktiivität.
In den Nebengruppen (nur Metalle) ist meist die Schale unter der Valenzschale (zweitäusserste Schale) ausschlaggebend für die chemischen Eigenschaften des Elements.
Die Elemente in den Hauptgruppen des Periodensystems sind bekannt für ihre Valenzelektronen, die ihrer Gruppennummer entsprechen. Sie sind in der Regel reaktiver als die Elemente in den Nebengruppen.
Einige Beispiele für Elemente aus der Hauptgruppe des Periodensystems könnten Wasserstoff, Sauerstoff und Natrium sein.
Die Nebengruppen werden auch als Übergangsmetalle bezeichnet, weil sie in der Übergangszone des Periodensystems liegen und charakteristisch variable Oxidationszustände aufweisen.
Die Nebengruppen enthalten Übergangsmetalle wie Eisen, Gold und Nickel.
Die Gruppennummer der Elemente in der Hauptgruppe gibt die Anzahl der Valenzelektronen an. Beispiel: Elemente in Gruppe 1 haben ein Valenzelektron, Elemente in Gruppe 2 haben zwei Valenzelektronen und so weiter.
Die Hauptgruppen unterscheiden sich von den Nebengruppen hauptsächlich durch ihre chemische Reaktivität. Hauptgruppenelemente sind in der Regel reaktiver, da sie dazu neigen, Elektronen aufzunehmen oder abzugeben, um eine stabile Elektronenkonfiguration zu erreichen.
Die Hauptgruppe 18 wird als Edelgasgruppe bezeichnet, da ihre Elemente voll gefüllte Elektronenaußenschalen aufweisen und daher unter normalen Bedingungen sehr stabil und nicht reaktiv sind.
Die Elemente in der Hauptgruppe 1, die Alkalimetalle, sind besonders reaktiv, weil sie ein einzelnes Valenzelektron in ihrer äußersten Schale haben, das sie gerne abgeben, um eine stabile Elektronenkonfiguration zu erreichen.
Entlang einer Periode nimmt die Reaktivität der Elemente in den Hauptgruppen im Allgemeinen ab, während sie entlang einer Gruppe zunimmt.
Die Gruppennummern der Nebengruppenelemente können nicht direkt zur Veranschaulichung der Anzahl ihrer Valenzelektronen verwendet werden, da sie variable Oxidationszustände aufweisen.