Das Periodensystem

Das Periodensystem ist eine Übersicht aller uns bekannten chemischen Elemente. Chemische Elemente sind die Bausteine aller chemischen Substanzen, Stoffe und Materialien. Die Elemente sind nach der Ordnungszahl geordnet, die gleich ihrer Anzahl der Protonen im Atomkern ist. Das erste Element ist Wasserstoff (H).Das Periodensystem ist so aufgebaut, dass Elemente mit sehr ähnlichen chemischen Eigenschaften übereinander aufgelistet sind. Zudem enthält die Tabelle einige andere periodische Angaben, wie zum Beispiel die Elektronegativität und das Ionisierungspotential des jeweiligen Elements.

Der Ursprung des Periodensystems

Das Periodensystem so wie wir es heute kennen wurde schrittweise im Laufe der Zeit entwickelt. Jedoch gilt der russische Wissenschaftler Dmitri Mendelejew als der offizielle Begründer, welcher bereits im Jahre 1869 die erste erkennbare Version der Tabelle veröffentlichte. Dies geschah zu einer Zeit, in der Wissenschaftler versuchten einen klaren Überblick über die bis dahin bekannten Elemente zu erarbeiten. In seiner Tabelle zeigte Mendeleev periodische Trends auf und sagte Eigenschaften von fehlenden Elementen voraus, die Lücken im System hinterließen. Seine Vorhersagen erwiesen sich größtenteils als zutreffend, als im Zuge des wissenschaftlichen Fortschritts immer mehr der fehlenden Elemente entdeckt wurden. Des Weiteren wurden stetig neue Elemente entdeckt oder synthetisiert, was zu konstanter Erweiterung von Mendelejews Periodensystem führte.

Einteilung des Periodensystems: Gruppen, Perioden und Blöcke

Das Periodensystem besteht aus 18 Spalten, die Gruppen genannt werden, und 7 horizontalen Reihen, die Perioden genannt werden. Du kannst die Tabelle auch in vier rechteckige Blöcke unterteilen: die Blöcke s, p, d und f. Elemente der gleichen Gruppe haben die größten Ähnlichkeiten in ihren chemischen Eigenschaften. Das liegt daran, dass sie die gleiche Elektronenanordnung in ihrer äußeren Schale (Valenzschale) haben. Reihen und Gruppen werden durch Namen unterschieden, zum Beispiel die Alkalimetalle (Gruppe 1) und die Erdalkalimetalle (Gruppe 2), die Halogene (Gruppe 17) und die Edelgase (Gruppe 18). Die letztgenannte Gruppe, zu der Helium (He), Neon (Ne) und Argon (Ar) gehören, zeichnet sich durch Elemente mit einer vollen Valenzschale (Edelgaskonfiguration) aus, was bedeutet, dass sie kaum Reaktivität aufweisen.

Die Elemente in Perioden (Reihen) weisen generell weniger chemische Ähnlichkeit auf. Nur die Lanthaniden und Actiniden aus Reihe 6 und 7 sind chemisch stark verwandt, weshalb sie in zwei separaten Reihen unter dem Rest der Tabelle stehen. Innerhalb einer Periode, und somit auch im gesamten Periodensystem, sind die Elemente auf der linken Seite den Metallen zuzuordnen, während auf der rechten Seite die Nichtmetalle zu finden sind. Die Mehrheit der Elemente gehört den Metallen an. Diese zeichnen sich durch eine glänzende Oberfläche und die Fähigkeit, Strom zu leiten aus. Sie können miteinander Legierungen bilden und kommen in geladener Form in Verbindungen mit Nichtmetallen, den sogenannten Salzen, vor. Nichtmetalle sind oft farblose Gase, und Elemente können kovalente Atombindungen mit anderen Nichtmetallen eingehen. Elemente wie Kohlenstoff (C), Sauerstoff (O) und Stickstoff (N) sind bekannte Nichtmetalle.

Zu guter Letzt kann das Periodensystem auch in vier rechteckige Blöcke unterteilt werden. Jeder Block ist nach der Schale benannt, in der sich das letzte Elektron der Elemente aus diesem Block befindet (s-, p-, d- und f-Block).

Periodische Trends

Periodische Trends, die man auch aus dem Periodensystem ablesen kann, beziehen sich auf die Elektronegativität und den Atomradius. Die Elektronegativität beschreibt das Maß der Anziehung eines Atoms, wenn es eine chemische Bindung mit einem anderen Atom eingeht, das kombinierte Elektronenpaar an sich zu ziehen. In der Regel steigt diese von links nach rechts an und nimmt innerhalb einer Gruppe von oben nach unten ab. Der Atomradius ist ein Maß für die Größe eines Atoms. Er nimmt innerhalb einer Periode von links nach rechts stetig ab, während er innerhalb einer Gruppe von oben nach unten zunimmt. Trends des Ionisierungspotentials, der Elektronenkonfiguration und der Metallizität, können ebenfalls im Periodensystem gefunden werden.

Stetiger wissenschaftlicher Fortschritt

Das Periodensystem ist also ein nützliches Gerüst, um das chemische Verhalten von Elementen und Molekülen analysieren zu können und gilt immer noch als äußerst wertvolle Informationsquelle innerhalb der Chemie und anderer Naturwissenschaften. Im Jahr 2012 wurden die vorläufig letzten Elemente hinzugefügt, 2016 wurden die vorläufigen Namen noch durch neue offizielle Namen ersetzt. Es ist also nur eine Frage der Zeit, bis neue, noch unbekannte Elemente dem Periodensystem hinzugefügt werden.

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