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150 Jahre Periodensystem der Elemente
Ein Gang durch die Entstehungsgeschichte dieser berühmtesten Tabelle der Welt
Hofheim am Taunus - 30.12.2019, 16:30 Uhr
![Das Periodensystem der Elemente hat für das Verständnis der Chemie eine ähnliche fundamentale Bedeutung wie die Evolutionstheorie für die Biologie. (m / Foto: Tomasz Zajda / stock.adobe.com)](https://www.deutsche-apotheker-zeitung.de/_Resources/Persistent/3/d/4/3/3d43964c7ed750b43a0fb039bc51a3fe63de8b1d/AdobeStock_135255519-1024x576-637x358.jpeg)
Das Periodensystem der Elemente hat für das Verständnis der Chemie eine ähnliche fundamentale Bedeutung wie die Evolutionstheorie für die Biologie. (m / Foto: Tomasz Zajda / stock.adobe.com)
Anordnung des PSE
In der heutigen Form des PSE sind die 118 bekannten chemischen Elemente nach steigender Kernladungszahl (Ordnungszahl) in 7 Perioden (waagrecht) und 16 Gruppen (senkrecht) geordnet und werden mit einem ein- oder zweibuchstabigen Elementsymbol abgebildet. Innerhalb einer Periode steigt die Ordnungszahl (Kernladungszahl) jeweils um 1 an. Die Perioden werden mit arabischen Ziffern gekennzeichnet.
Früher unterteilte man die 16 Gruppen in 8 Hauptgruppen (Valenzelektronen in der äußersten Schale) und 8 Nebengruppen (Valenzelektronen in der äußersten und zweitäußersten Schale). Als Valenzelektronen bezeichnet man die Elektronen in der Atomhülle, die vorrangig für die chemischen Eigenschaften des betreffenden Elements verantwortlich sind. Bei den Lanthanoiden und Actinoiden fungiert auch die drittäußerste Schale als Valenzschale. Die 16 Gruppen wurden mit römischen Zahlen gekennzeichnet, wobei zur Kennzeichnung der Hauptgruppe ein „a“ und zur Kennzeichnung der Nebengruppe ein „b“ der Gruppennummer hinzugefügt wurde. Da nach dem Bohrschen Atommodell in der 3. Schale (M-Schale) 18 Elektronen untergebracht werden mussten, führte dies dazu, dass die VIII. Nebengruppe drei Elemente enthielt [z.B. Eisen (Fe) - Cobalt (Co) - Nickel (Ni)].
Hauptgruppen und Valenzorbitale
Daher hat die International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) empfohlen, die Gruppen des PSE durchgehend zu nummerieren und mit den arabischen Zahlen von 1-18 zu belegen.
Elemente, die in der gleichen Gruppe stehen, verhalten sich chemisch ähnlich und werden als homologe Elemente bezeichnet. Einige Hauptgruppen (HG) des PSE tragen Trivialnamen: 1.HG: Alkalimetalle - 2.HG: Erdalkalimetalle - 3.HG: Erdmetalle - 6.HG: Chalkogene (Erzbildner) - 7.HG: Halogene (Salzbildner) - 8.HG: Edelgase. Die 4.HG „Kohlenstoff-Gruppe“ und die 5.HG „Stickstoff-Gruppe“ werden jeweils nach dem ersten Element dieser Gruppe bezeichnet.
Die Elektronen eines Atoms besetzen bestimmte wahrscheinliche Aufenthaltsräume, die man Atomorbitale nennt. Je nach der räumlichen Gestalt der Orbitale für die Valenzelektronen kann man die Elemente auch unterteilen in die s-Elemente der 1. und 2.HG [s kennzeichnet die kugelförmige Gestalt des Valenzorbitals], p-Elemente der 3. bis 8.HG [p kennzeichnet die hantelförmige (keulenförmige) Gestalt des Valenzorbitals] und d-Elemente der Nebengruppen [d kennzeichnet die rosettenförmige Gestalt des Valenzorbitals]. Die Lanthanoiden und Actinoiden bilden den Block der f-Elemente, deren Valenzorbitale von komplexer Gestalt sind.
Wann werden neue Elemente aufgenommen?
Neue Elemente erhalten erst dann einen bleibenden chemischen Namen und damit ein Elementsymbol, wenn ihre Existenz bestätigt wurde. Die Namen werden von der IUPAC festgelegt, wobei die Entdecker ein Vorschlagsrecht besitzen. Daher leiten sich die Namen vieler Elemente von Kontinenten [Americium (Am), Europium (Eu)], Ländern [Californium (Cf), Hassium (Hs), Nihonium (Nh), Gallium (Ga), Polonium (Po) …], Städten [Darmstadtium (Ds), Dubnium (Db), Moscovium (Mc), Lutetium (Lu) …], Planeten [Uran (U), Neptunium (Np), Plutonium (Pu) …] und Göttern [Thorium (Th), Titan (Ti), Promethium (Pm) …] ab oder es werden bedeutende Wissenschaftler dadurch geehrt, dass ein neues Element nach ihnen benannt wird [Curium (Cm), Mendelevium (Md), Roentgenium (Rg), Meitnerium (Mt), Fermium (Fm) …].
Bis zur Festlegung eines endgültigen Namens erhalten neue Elemente einen vorläufigen Namen, dem die Protonenzahl zugrunde liegt, die einzelnen Ziffern dieser Zahl werden fortlaufend durch griechische oder römische Abkürzungen wiedergegeben und die Endung -ium wird angefügt (Tab. 1). Danach besaß das Element 112 [Copernicium (Cn)] den vorläufigen Namen Un-un-bium (Symbol: Uub).
Tab. 1: Vorläufige Benennung von Elementen
Ziffer | Zahlwort | Symbol | Ziffer | Zahlwort | Symbol |
0 1 2 3 4 | nil un bi tri quad | n n b t q | 5 6 7 8 9 | pent hex sept oct enn | p h s o e |
1 Kommentar
Artikel 150 Jahre PSE
von Claudia Christmann am 02.01.2020 um 17:52 Uhr
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