Un bloc du tableau périodique est un ensemble de groupes d'éléments chimiques dont les électrons de valence occupent, à l'état fondamental, des orbitales qui partagent le même nombre quantique azimutal ℓ, c'est-à-dire appartenant aux mêmes sous-couches électroniques. Ces sous-couches étant désignées par les lettres s, p, d, f voire g, les blocs correspondants sont désignés par ces mêmes lettres. On distingue ainsi quatre blocs dans le tableau périodique standard, plus un cinquième apparaissant à partir de l'hypothétique 8^e période :

• bloc s pour ℓ = 0 ;
• bloc p pour ℓ = 1 ;
• bloc d pour ℓ = 2 ;
• bloc f pour ℓ = 3 ;
• bloc g pour ℓ = 4 dans les tableaux périodiques étendus.

Ce terme a probablement été introduit en 1928 par Charles Janet^[1].

Si les blocs recouvrent une certaine réalité physique pour les premières périodes du tableau périodique, leurs contours deviennent bien plus flous à partir de la 6^e période. Ainsi, la limite entre le bloc d et le bloc f ne fait pas consensus parmi les chimistes : le lanthane et l'actinium sont alternativement placés dans l'un ou l'autre bloc par un nombre de sources à peu près équivalent, ce qui conduit également à placer le lutécium et le lawrencium alternativement dans l'un ou l'autre bloc également.

Le bloc s se trouve sur le bord gauche du tableau périodique et inclut tous les éléments chimiques du groupe 1 et du groupe 2. L'hélium, situé en haut à droite du tableau, fait également partie du bloc s en raison de sa configuration électronique qui, comme celle de l'hydrogène, ne contient que des électrons d'une sous-couche s. L'hélium est ainsi une exception dans le tableau périodique, car il appartient à un bloc qui n'est pas celui de son groupe, en l'occurrence le groupe 18.

Hormis les éléments de la 1^re période, les éléments du bloc s sont des métaux très réactifs appartenant aux familles des métaux alcalins et des métaux alcalino-terreux. Sur la 1^re période, l'hydrogène est un non-métal très réactif, tandis que l'hélium est un gaz noble, chimiquement inerte. Tous ces éléments sont caractérisés par le fait que la sous-couche d'énergie la plus élevée de leurs électrons de valence à l'état fondamental est de type s, correspondant au nombre quantique azimutal ℓ = 0.

Le bloc p est situé sur le bord droit du tableau périodique et contient les éléments chimiques des 13^e, 14^e, 15^e, 16^e, 17^e et 18^e groupes du tableau, à l'exception de l'hélium, qui appartient au bloc s.

Le bloc p renferme la plus grande diversité d'éléments. C'est le seul qui contient à la fois des éléments solides, liquides (le brome) et gazeux à l'état standard. C'est également le seul qui contient à la fois des métaux, des métalloïdes et des non-métaux. Tous ces éléments sont caractérisés par le fait que la sous-couche d'énergie la plus élevée de leurs électrons de valence à l'état fondamental est de type p, correspondant au nombre quantique azimutal ℓ = 1.

Le bloc d se trouve au centre du tableau périodique et comprend tous les éléments chimiques des 3^e, 4^e, 5^e, 6^e, 7^e, 8^e, 9^e, 10^e, 11^e et 12^e groupes du tableau.

Tous les éléments du bloc d sont des métaux et tous ceux groupes 4 à 11 sont des éléments de transition. Le scandium et l'yttrium dans le groupe 3 ainsi que le copernicium dans le groupe 12 le sont également, mais le lutécium et le lawrencium dans le groupe 3 sont respectivement un lanthanide et un actinide, tandis que le zinc, le cadmium et le mercure dans le groupe 12 appartiennent à un autre type de métaux parfois appelés métaux pauvres ou métaux de post-transition (aucun de ces termes n'est très employé).

Tous ces éléments sont caractérisés par le fait que la sous-couche d'énergie la plus élevée de leurs électrons de valence à l'état fondamental doit, par application de la règle de Klechkowski, être de type d, correspondant au nombre quantique azimutal ℓ = 2. Le lawrencium fait ici exception, car sa configuration électronique à l'état fondamental est [Rn] 7s² 5f¹⁴ 7p¹ et ne contient donc pas d'électron dans une sous-couche d.

Le bloc f est généralement représenté sous le tableau périodique au format 18 colonnes ou au centre gauche du tableau au format 32 colonnes. Les éléments qui le constituent n'appartiennent à aucun des 18 groupes du tableau et se situent entre le groupe 2 et groupe 3.

Tous les éléments du bloc f sont, sur la 6^e période, des lanthanides et, sur la 7^e période, des actinides. Ce sont des métaux parfois dits de transition interne. La chimie des lanthanides est très semblable à celle des éléments du groupe 3, de sorte que l'ensemble est collectivement appelé terres rares.

Tous ces éléments sont caractérisés par le fait que la sous-couche d'énergie la plus élevée de leurs électrons de valence à l'état fondamental doit, par application de la règle de Klechkowski, être de type f, correspondant au nombre quantique azimutal ℓ = 3. Le lanthane, l'actinium et le thorium font exception, car leur configuration électronique à l'état fondamental est respectivement [Xe] 6s² 5d¹, [Rn] 7s² 6d¹ et [Rn] 7s² 6d², et ne contient donc pas d'électron dans une sous-couche f.

Le bloc g est hypothétique et n'est représenté que dans les tableaux périodiques étendus au-delà de la 7^e période.

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