Wikijunior Die Elemente/ Periodensystem

Periodensystem

Wasserstoff

Helium

Lithium

Beryllium

Bor

Kohlenstoff

Stickstoff

Sauerstoff

Fluor

Neon

Natrium

Magnesium

Aluminium

Silicium

Phosphor

Schwefel

Chlor

Argon

Kalium

Calcium

Scandium

Titan

Vanadium

Chrom

Mangan

Eisen

Cobalt

Nickel

Kupfer

Zink

Gallium

Germanium

Arsen

Selen

Brom

Krypton

Rubidium

Strontium

Yttrium

Zirconium

Niob

Molybdän

Technetium

Ruthenium

Rodium

Palladium

Silber

Cadmium

Indium

Zinn

Antimon

Tellur

Iod

Xenon

Cäsium

Barium

Hafnium

Tantal

Wolfram

Rhenium

Osmium

Iridium

Platin

Gold

Quecksilber

Thallium

Blei

Bismuth

Polonium

Astat

Radon

Francium

Radium

Rutherfordium

Dubnium

Seaborgium

Bohrium

Hassium

Meitnerium

Darmstadtium

Roentgenium

Lanthan

Cer

Praseodym

Neodym

Promethium

Samarium

Europium

Gadolinium

Terbium

Dysporsium

Holmium

Erbium

Thulium

Ytterbium

Lutetium

Actinium

Thorium

Protacinium

Uran

Neptunium

Plutonium

Americium

Curium

Berkelium

Californium

Einsteinium

Fermium

Mendelevium

Nobelium

Lawrencium

Was ist das Periodensystem der Elemente?

Der Wissenschaft sind viele Elemente bekannt. Viele dieser Elemente haben ähnliche Eigenschaften. Wenn man sie nach ihren Eigenschaften in Gruppen einordnet, wird es einfacher, sie zu untersuchen und sie zu vergleichen. Aus diesem Grund ist die Einordnung der Elemente in Gruppen notwendig. Das Periodensystem der Elemente ist eine Möglichkeit die bekannten Elemente in Gruppen einzuteilen.

Früher war es üblich, Elemente in zwei Gruppen einzuteilen, Metalle und Nichtmetalle. Aber man kannte auch Elemente, die Eigenschaften von Metallen und Nichtmetallen aufzeigten. Man nannte sie Halbmetalle.

Die Geschichte des Periodensystems der Elemente

Frühgeschichte

Goldklumpen

Einige Elemente sind den Menschen bereits seit der Antike bekannt. Es handelt sich dabei um Elemente, die in reiner Form in der Natur vorkommen und mit einfachen Mitteln gewonnen werden können. Das sind zum Beispiel Gold, Silber und Kupfer.

Aristoteles

Der Philosoph Aristoteles war der Überzeugung, daß alle Materie aus vier Elementen besteht. Diese vier Elemente sind Erde, Wasser, Luft und Feuer. Das erinnert an die vier Aggregatzustände (in dieser Reihenfolge): fest, flüssig, gasförmig und plasmaförmig. Er war auch der Ansicht, dass diese vier Elemente in neue Verbindungen umgewandelt werden und die uns umgebende Materie bilden.

Hennig Brand war der erste, der ein neues Element entdeckte. Er war ein deutscher Kaufmann, der mit seiner Firma pleite gegangen war. Er suchte nach dem Stein der Weisen - einem Stein, der der Sage nach ein einfaches Metall in Gold verwandeln kann. Bis 1669 experimentierte er mit menschlichem Urin. Bei der Destillation erhielt er eine weiße, glimmende Substanz. Er nannte sie Phosphorus. Bis 1680 behielt er seine Entdeckung geheim. In diesem Jahr entdeckte Robert Boyle die Substanz erneut und Brand ging mit seiner Entdeckung an die Öffentlichkeit.

Bis 1809 wurden 47 weitere Elemente entdeckt. Mit steigender Anzahl bekannter Elemente entdeckten Wissenschaftler Ähnlichkeiten in der Reaktion der Elemente. Anhand der beobachteten Reaktionen versuchten Sie die Elemente in Kategorien einzuteilen.

Antoine-Laurent de Lavoisier

Antoine Lavoisier schrieb 1789 sein Buch "Elementare Abhandlung über die Chemie". Dieses Buch ist das erste moderne Chemiebuch. Es enthält eine Reihe von Elementen, die nicht weiter zerlegt werden können. Lavoisier beschreibt unter anderem den Sauerstoff, Stickstoff, Wasserstoff, Phosphor, Quecksilber, Zink und Schwefel. Diese Auflistung bildet den Grundstein für die heute bekannten Elemente. Seine Liste enthielt jedoch auch das Licht und Wärme. Lavoisier war der Meinung, dass diese Feststoffe sind. Viele führende Chemiker seiner Zeit schenkten den Ansichten Lavoisiers keine Beachtung. Jedoch war sein Buch über die Chemie sehr gut geschrieben und fand unter der jungen Generation viel Beachtung.

Er unterschied die Elemente lediglich in "Metalle" und "Nichtmetalle". Diese Einteilung wurde jedoch nicht akzeptiert.

Alexandre-Emile Béguyer de Chancourtois

Alexandre-Emile Béguyer de Chancourtois war ein französischer Geologe. Er ordnete die bekannten Elemente nach ihrem Atomgewicht an. Chancourtois erkannte, dass die Gewichtsunterschiede zwischen den Elementen immer gleich groß sind. Er leitete aus dieser Erkenntnis eine erste Periodische Tafel ab. Er ordnete die Elemente auf einer Spirale an, die sich um einen Zylinder wand. Dabei erkannte er, dass Elemente mit gleichen Eigenschaften untereinander zu liegen kamen. Zusätzlich zu den Elementen enthielt sein Diagramm noch Ionen und Verbindungen. Seine Ausführung erschien 1862. Er benutzte in der Hauptsache geologische und keine chemischen Ausdrücke und benutzte auch keine Diagramme. Aus diesem Grund wurde seine Arbeit wenig beachtet. Erst als Dimitri Mendeleev seine Arbeiten veröffentlichte, änderte sich das.

John Newlands

John Newlands war ein englischer Chemiker, der 1865 die bis dahin bekannten 56 Elemente in 11 Gruppen einordnete. Diese Gruppen teilte er nach ähnlichen physikalischen Eigenschaften ein. Dabei entdeckte er, dass viele sehr ähnliche Elemente sich in einem Atomgewicht um acht oder einem Vielfachen von acht unterscheiden. Mit seinem "Gesetz der Oktaven" stellte er diese Regelmäßigkeit in die Nähe der Musik. Seine Zeitgenossen machten sich deshalb über ihn lustig. Es dauerte noch 50 Jahre, bis Lewis seine "Theorie der Valenzen" veröffentlichte und damit die Wichtigkeit des Vielfachen der Acht erkannt wurde.

Die erste Periodische Tafel

Mendeleevs Periodische Tafel

Dimitri Mendeleev entwickelte als erster eine Periodische Tafel der Elemente, die der heutigen Form sehr nahe kommt. Er ordnete die Elemente auf einer Tafel nach ihrem Atomgewicht an. Es wird über ihn gesagt, dass er auf langen Zugfahrten ein "chemisches Solitaire" spielte. Auf den Karten waren die Elemente und ihre unterschiedlichen Eigenschaften aufgelistet. Am 6.März 1869 reichte er sein Arbeit bei der russischen chemischen Gesellschaft ein. Der Name der Arbeit war "Die Abhängigkeit der chemischen Eigenschaften der Elemente vom Atomgewicht". Seine Tafel wurde in einer kleinen russischen Zeitschrift veröffentlicht. Wenig später wurde sie erneut veröffentlicht, dieses Mal in der deutschen Zeitschrift "Zeitschrift für Chemie". Er erstellte folgende Regeln:

Dimitri Mendeleev

1. Ordnet man die Elemente ihrem Atomgewicht entsprechend an, zeigen sie eine eindeutige Regelmäßigkeit in ihren Eigenschaften.

2. Elemente die hinsichtlich ihrer Eigenschaften sehr ähnlich sind, unterscheiden sich entweder kaum in ihrem Atomgewicht (z.B. Pt, Ir, Os) oder ihr Gewicht wächst gleichmäßig an (z.B. K, Rb, Cs).

3. Die Anordnung der Elemente oder von Elementgruppen in der Reihenfolge ihres Atomgewichtes entspricht ihren sogenannten Valenzen, ebenso wie ihren charakteristischen chemischen Eigenschaften. Dies zeigt sich unteranderem in der Gruppe Li, Be, Ba, C, N, O und Sn.

4. Diejenigen Elemente, die leicht flüchtig sind, haben ein geringes Atomgewicht.

5. Die Höhe des Atomgewichtes bestimmt den Charakter des Elementes, ebenso wie das Ausmaß eines Moleküls den Charakter einer Verbindung bestimmt.

6. Wir müssen mit der Entdeckung vieler neuer Elemente rechnen - zum Beispiel mit Elementen, die dem Aluminium und Silizium ähnlich sind. Deren Atomgewicht würde zwischen 65 und 75 liegen.

7. Das Atomgewicht eines Elementes sollte in manchen Fällen den Atomgewichten seiner benachbarten Elemente angepasst werden. Dementsprechend muss das Atomgewicht von Tellurium zwischen 123 und 126 liegen. Es kann nicht 128 sein.

8. Gewisse Eigenschaften der Elemente können vorhergesagt werden, wenn das Atomgewicht bekannt ist.

Vorteile

Mendeleev sagte die Entdeckung weitere Elemente voraus und ließ entsprechend Platz in seinem Periodensystem der Elemente. Diese Elemente waren Eka-Aluminium (heute Gallium), Eka-Boron (Scandium) und Eka-Silizium (Germanium). Als diese Elemente entdeckt wurden, konnten sie ohne Probleme eingeordnet werden.

Er sagte die Eigenschaften sowohl dieser noch unbekannten Elemente als auch Verbindungen mit diesen sehr genau voraus.

Er wies darauf hin, dass einige der damals angegebenen Atomgewichte nicht richtig waren.

Er sah Lücken in seinem Periodensystem vor, um Abweichungen im Atomgewicht auszugleichen.

Nachteile

Es gab keinen Platz für die Isotope der Elemente.

Seine Tafel enthielt keine Edelgase, da diese zu diesem Zeitpunkt noch nicht entdeckt waren. Sir William Ramsay fügte die Edelgase später als Gruppe 0 hinzu, was die bestehende Periodische Tafel nicht beeinträchtigte.

Ohne das Wissen von Mendeleev arbeitete Lothar Meyer ebenfalls an einem Periodensystem. Er veröffentlichte seine Arbeit 1864. In seinem Periodensystem ordnete Meyer lediglich 28 Elemente nach ihren Valenzen an. Er kam nie auf die Idee, neue Elemente vorherzusagen oder die Atomgewichte bekannter Elemente zu korrigieren. Nur wenige Monate nach Mendeleev veröffentlichte er ein nahezu identisches Periodisches System. Einige Leute sehen Mendeleev und Meyer als gleichwertige Entdecker an. Andere Leute sind jedoch der Meinug, dass Mendeleev der wichtigere Entdecker ist, weil er die Eigenschaften der noch nicht entdeckten Elemente genau vorhergesagt hat. Auf jeden Fall beeindruckten die Vorhersagen Mendeleevs seine Zeitgenossen und wurden später bestätigt. Ein englischer Chemiker entwickelte 1864 ein Periodensystem, welches dem von Mendeleev sehr ähnlich sah.

Henry Moseley

Glenn Seaborg 1964

1914 entdeckte Henry Moseley einen Zusammenhang zwischen der Wellenlänge von Röntgenstrahlen, die auf ein Element gerichtet waren und dem Atomgewicht diese Elements. Bis zu dieser Entdeckung waren die Atomnummern lediglich aufeinanderfolgende Nummern basierend auf dem Atomgewicht der Elemente. Es wurde erkannt, dass die Atomnummern eine experimentell nachweisbare Grundlage haben.

Die Forschung von Moseley ergab ferner, dass es zu diesem Zeitpunkt keine bekannten Elemente mit den Atomnummern 43 beziehungsweise 61 gab. Diese beiden Elemente sind radioaktiv und kommen in der Natur nicht vor. Moseley sagte ebenfalls neue Elemente voraus.

Glenn T. Seaborg

Während des Manhattan-Projekts von 1944 hatte Glenn T. Seaborg erhebliche Schwierigkeiten, die beiden Elemente Americium und Curium zu isolieren. Er nahm an, dass diese beiden neuen Elemente einer neuen Serie an Elementen angehörten. Dieses würde auch die Unterschiede zwischen ihren tatsächlichen und den vorhergesagten Eigenschaften erklären. Entgegen dem Rat seiner Kollegen änderte er die Periodische Tafel von Mendeleev erheblich und fügte die Aktinoidenreihe hinzu.

Liste der chemischen Elemente

1 Wasserstoff H	2 Helium He	3 Lithium Li	4 Beryllium Be	5 Bor B	6 Kohlenstoff C	7 Stickstoff N	8 Sauerstoff O
9 Fluor F	10 Neon Ne	11 Natrium Na	12 Magnesium Mg	13 Aluminium Al	14 Silizium Si	15 Phosphor P	16 Schwefel S
17 Chlor Cl	18 Argon Ar	19 Kalium K	20 Kalzium Ca	21 Scandium Sc	22 Titan Ti	23 Vanadium V	24 Chrom Cr
25 Mangan Mn	26 Eisen Fe	27 Kobalt Co	28 Nickel Ni	29 Kupfer Cu	30 Zink Zn	31 Gallium Ga	32 Germanium Ge
33 Arsen As	34 Selen Se	35 Brom Br	36 Krypton Kr	37 Rubidium Rb	38 Strontium Sr	39 Yttrium Y	40 Zirkonium Zr
41 Nobium Nb	42 Molybdän Mo	43 Technetium Tc	44 Ruthenium Ru	45 Rhodium Rh	46 Palladium Pd	47 Silber Ag	48 Kadmium Cd
49 Indium In	50 Zinn Sn	51 Antimon Sb	52 Tellur Te	53 Jod I	54 Xenon Xe	55 Cäsium Cs	56 Barium Ba
57 Lanthan La	58 Cer Ce	59 Praseodym Pr	60 Neodym Nd	61 Promethium Pm	62 Samarium Sm	63 Europium Eu	64 Gadolinium Gd
65 Terbium Tb	66 Dysprosium Dy	67 Holmium Ho	68 Erbium Er	69 Thulium Tm	70 Ytterbium Yb	71 Lutetium Lu	72 Hafnium Hf
73 Tantal Ta	74 Wolfram W	75 Rhenium Re	76 Osmium Os	77 Iridium Ir	78 Platin Pt	79 Gold Au	80 Quecksilber Hg
81 Thallium Tl	82 Blei Pb	83 Wismut Bi	84 Polonium Po	85 Astat At	86 Radon Rn	87 Franzium Fr	88 Radium Ra
89 Aktinium Ac	90 Thorium Th	91 Protactinium Pa	92 Uran U	93 Neptunium Np	94 Plutonium Pu	95 Amerikium Am	96 Curium Cm
97 Berkelium Bk	98 Kalifornium Cf	99 Einsteinium Es	100 Fermium Fm	101 Mendelevium Md	102 Nobelium No	103 Lawrencium Lr	104 Rutherfordium Rf
105 Dubnium Db	106 Seaborgium Sg	107 Bohrium Bh	108 Hassium Hs	109 Meitnerium Mt	110 Darmstadtium Ds	111 Röntgenium Rg	112 Copernicium Cn
113 Nihonium Nh	114 Flerovium Fl	115 Moscovium Mc	116 Livermorium Lv	117 Tenness Ts	118 Oganesson Og	119 Ununennium Uue	120 Unbinilum Ubn

Zurück | Hoch | Weiter