118 Elemente, aus denen die Welt gemacht ist
Vor 150 Jahren stellte der russische Chemiker Dmitri Mendelejew sein Periodensystem der Elemente vor. Den Zusammenhang zwischen den Massen und den chemischen Eigenschaften von Atomen hatte man seit Jahrzehnten gesucht. Das Periodensystem ist mehr als eine Tafel im Chemieraum oder eine Tabelle, die sich Nerds auf T-Shirts drucken. Denn aus der Position der Elemente in dieser Tabelle lassen sich Eigenschaften wie Atomradius, Metallcharakter, Beziehungen zu anderen Elementen und auch der Atombau mit einem Blick einordnen. „Es ist ein einzigartiges Werkzeug, mit dem Chemiker das Vorkommen, das Erscheinungsbild und die Eigenschaften der Materie auf der Erde und dem Rest des Universums vorhersagen können“, hieß es von der UN-Organisation für Erziehung, Wissenschaft und Kultur (UNESCO). Alles, was es gibt, befindet sich an seinem Platz. Das Eisen und der Kohlenstoff, ohne die es kein menschliches Leben gäbe und keine Kultur. Vom Gold als ökonomischer Wert bis zum Europium, das die Euro-Scheine bei UV-Licht leuchten lässt. Es ist vielleicht das einzig wahre Weltbild.
Die Generalversammlung der Vereinten Nationen und die UNESCO haben das Jahr 2019 daher zum Internationalen Jahr des Periodensystems ausgerufen. 1869 veröffentlichte Mendelejew sein Periodensystem der Elemente. Damit kam er dem Deutschen Lothar Meyer um wenige Monate zuvor. Denn dieser hatte unabhängig von Mendelejew das gleiche System entwickelt. Heute wird fast nur noch Mendelejew als Vater des Periodensystems genannt. Für ihre Arbeit erhielten aber beide im Jahr 1882 mit der Davy-Medaille, die höchste Auszeichnung der britischen Royal Society.
Elemente wurden vorhersagbar
Beide Wissenschaftler hatten erkannt, dass es in der Tabelle freie Stellen geben muss, die für noch unentdeckte Elemente gelten. Tatsächlich konnte man damit die Eigenschaften neuer Elemente vorhersagen und gezielt nach ihnen suchen. Mendelejew selbst sagte 1871 die Existenz von drei Elementen voraus, die heute als Gallium, Scandium und Germanium bekannt sind.
Der für das Periodensystem namensgebende periodische Charakter der Elemente wurde letztendlich mit der Entdeckung des Aufbaus der Atome erklärt. Die Elemente sind im Periodensystem in Gruppen (senkrechte Spalten) und Perioden (waagrechte Zeilen) angeordnet. Die Mitglieder einer Gruppe haben alle gleich viele negativ geladene Teilchen (Elektronen) in ihrer äußersten Schale und somit ähnliche chemische Eigenschaften. Die Mitglieder einer Periode haben alle gleich viele Elektronenschalen. Zusätzlich unterscheidet das Periodensystem Metalle, Halbmetalle und Nichtmetalle und gibt unter anderem Auskunft über Atomgewicht, die Elektronenkonfiguration und ob ein Element radioaktiv ist oder nicht.
Einordnung in Gruppen und Perioden
Das Jahr des Periodensystems soll auch Gelegenheit dazu bieten, der jüngsten Entdeckung von vier superschweren Elementen mit den Ordnungszahlen 113 (Nihonium), 115 (Moscovium), 117 (Tennessine) und 118 (Oganesson) Tribut zu zollen. Bis heute sind somit 118 Elemente bekannt, die sich alle in das System von Mendelejew und Meyer einordnen lassen – auch wenn die letzten 23 künstlich erzeugt wurden und nicht stabil sind. Es gibt aber Hoffnungen, dass die bisher unbekannten Elemente im Bereich von Nummer 164 wieder stabil sein könnten.
Ja, das Periodensystem ist mehr als nur eine unbeliebte Tafel im Chemieraum.
Axel Hamann, der in seinem Herzen noch immer ein bisschen Chemiker ist
Ihr Best Practice Institute Team