Entwicklung des Periodensystems

Obwohl Elemente wie Gold, Silber, Zinn, Kupfer, Blei und Quecksilber seit frühester Zeit bekannt sind, erfolgte die erste wissenschaftliche Entdeckung eines Elements um 1669. Hennig Brand, ein deutscher Alchemist, behandelte Urin mit einer Reihe von Prozessen, die zur Herstellung des Elements Phosphor führten.

In den nächsten 200 Jahren wurde viel Wissen über Elemente und Verbindungen gewonnen. Bis zur Mitte des 19.Jahrhunderts wurden etwa 60 Elemente entdeckt.

Die Wissenschaftler begannen, Muster in den Eigenschaften dieser Elemente zu erkennen und Klassifizierungsschemata zu entwickeln.

1862

Der französische Geologe Alexandre-Emile Béguyer de Chancourtois zeichnete die Atomgewichte der Elemente auf Papierband auf und wickelte sie spiralförmig um einen Zylinder. Das Design setzte ähnliche Elemente auf entsprechende Punkte über und untereinander. Er nannte sein Modell die tellurische Helix oder Schraube.

1864

Der englische Chemiker John Newlands bemerkte, dass, wenn die Elemente in der Reihenfolge ihres Atomgewichts angeordnet waren, alle 7 Elemente eine periodische Ähnlichkeit auftrat. Er schlug sein ‚Gesetz der Oktaven‘ vor – ähnlich den Oktaven der Musik. Edelgase mussten noch entdeckt werden, weshalb Newlands Tabelle eine Periodizität von 7 statt 8 hatte.

1868

Lothar Meyer stellte ein Periodensystem von 56 Elementen zusammen, das auf einem sich regelmäßig wiederholenden Muster physikalischer Eigenschaften wie dem molaren Volumen basiert. Wiederum wurden die Elemente in der Reihenfolge zunehmender Atomgewichte angeordnet. (Meyers Werk wurde erst 1870 veröffentlicht.)

1869

Der russische Chemiker Dmitri Mendelejew erstellte ein Periodensystem, das auf Atomgewichten basiert, aber ‚periodisch‘ angeordnet ist. Elemente mit ähnlichen Eigenschaften erschienen untereinander. Lücken blieben für noch zu entdeckende Elemente.

1894

William Ramsay entdeckte die Edelgase und erkannte, dass sie eine neue Gruppe im Periodensystem darstellten. Die Edelgase fügten der Genauigkeit von Mendelejews Tabelle einen weiteren Beweis hinzu.

1913

Henry Moseley bestimmte die Ordnungszahl jedes der bekannten Elemente. Er erkannte, dass, wenn die Elemente in der Reihenfolge der zunehmenden Ordnungszahl statt des Atomgewichts angeordnet waren, sie besser in das Periodensystem passten.

1928

Der französische Amateurwissenschaftler Charles Janet verwendet mathematische Muster, um die Elektronenkonfiguration von Elementen zu untersuchen. Er gruppiert Elemente in Blöcke, die nach ihren Atomorbitalen benannt sind: s-Block (scharf), p-Block (Prinzipal), d-Block (diffus) und f-Block (fundamental).

1944

Glenn Seaborg schlug eine Aktinidenhypothese vor und veröffentlichte 1945 seine Version der Tabelle. Die Lanthanid- und Aktinidreihe bilden die beiden Reihen unter dem Periodensystem der Elemente.

Das Periodensystem heute

Die meisten wissenschaftlichen Labors in Schulen haben eine Kopie des Periodensystems irgendwo an einer Wand befestigt.

Eine genaue Betrachtung der Tabelle zeigt die folgende Verteilung der Elementtypen.

Die meisten Elemente sind Metalle. Metalloide sind Elemente, die einige der physikalischen Eigenschaften von Metallen, aber einige der chemischen Eigenschaften von Nichtmetallen aufweisen. Antimon zum Beispiel leitet Elektrizität, aber seine Chemie ähnelt der des nichtmetallischen Phosphors.

Wissenschaftler arbeiten ständig daran, neue Materialien zu entdecken und die Eigenschaften bestehender Elemente weiter zu untersuchen. Das Periodensystem kann überprüft und neue Elemente hinzugefügt werden, jedoch nur nach strenger wissenschaftlicher Prüfung. Die Internationale Union für reine und angewandte Chemie (IUPAC) überprüft die Hinzufügung neuer Elemente und Ende 2015 wurde die 7. Periode des Periodensystems der Elemente abgeschlossen.