Periodensystem der Elemente

Das Periodensystem der Elemente ist so konzipiert, dass Elemente mit ähnlichen physikalischen und chemischen Eigenschaften nahe beieinander Liegen. Die Gemeinsamkeiten ergeben sich aufgrund der ähnlichen Elektronenkonfigurationen, wobei die Hauptgruppenzahl die Anzahl der Valenzelektronen widerspiegelt. Beispiele für die chemische und physikalische Verwandtschaft sind die erste Hauptgruppe, die so genannten Alkalimetalle, die zweite Hauptgruppe (Erdalkalimetalle), die Chalkogene (Hauptgruppe 6) und die Halogene (7. Hauptgruppe).

Es stellt sich jedoch dabei die Frage wie man zu dieser speziellen Anordnung der Elemente gekommen ist. Schon zu Anfang des 19.Jahrhunderts gab es erste Versuche die Elemente nach ihren Eigenschaften zu ordnen. Johann W. Döbereiner entschied sich zwischen 1817 und 1829 für eine Triaden-Schreibweise. Diese Form der Anordnung spiegelt sich noch heute im PSE wieder. Beispielweise ordnete Döbereiner Chlor - Brom - Iod einer Triade zu, ebenso stellte er Calcium - Strontium - Barium sowie Lithium - Natrium - Kalium zu jeweils einer Triade zusammen.

Mehr als 30 Jahre später (1864) postulierte der britische Chemiker John A. R. Newlands das Gesetz der Oktaven, demnach wurden die Elemente nach ihrer Atommasse sortiert. Dabei fiel ihm auf, dass nach 7 Elemente wieder ein Element folgt welches mit seinen chemischen und physikalischen dem ersten ähnelt. Nur 5 Jahre später leitete der russische Forscher Dimitrij I. Mendelejew sowie der deutsche Wissenschaftler Lothar Meyer (unabhängig voneinander) aus den Erkenntnissen Newlands das Periodensystem der Elemente her. Diese Anordnung der Elemente hatte schon große Ähnlichkeit mit dem heute bekannten PSE. Allerdings blieben einige Lücken offen, da noch nicht alle Elemente bekannt waren. Jedoch war Mendelejew in der Lage die chemischen und physikalischen Eigenschaften der fehlenden Elemente vorauszusagen (Beispiele dafür sind Germanium uns Scandium).

Jedoch erkannte Mendeljew das die Anordnung nach dem Oktaven-Gesetzt nicht immer zutraf. Er behauptete, dass eine andere Größe für die Periodizität verantwortlich sein muss. Diese Größe sollte direkt von der Ordnungszahl des Elements abgängen.

Henry G. J. Moseley löste das Problem. Er untersuchte Aluminium(13) und Gold(79) im Röntgenspektrum und stellte fest, dass für bestimmte Linien im Spektrum eine lineare Beziehung zur zugehörigen Frequenz und der Ordnungszahl gab. Somit konnte er belegen, dass die Elemente eine andere Reihenfolge haben mussten als die Atommassen vorgeben. Außerdem konnte er zeigen, dass dem Element Lanthan noch 14 weitere Elemente folgen müssen. Nach diesen Erkenntnissen wurde das PSE geändert wobei die chemischen und physikalischen Eigenschaften der elemente eine Funktion der Ordnungszahl sind.

 

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