Periodensystem

Dat Periodensystem vun de cheemsch Elementen wiest, welke Elementen dat gifft un woans ehr Egenschoppen tosamenhangt. De Elementen sünd dorbi opstiegend na jemehr Atomtall ordent un in Perioden (Längsregen) un Gruppen (pielliek Regen) indeelt. In fröhere Tieten weer dat Periodensystem vun grote Bedüden för dat Opdecken vun ne’e Elementen. Vundaag is dat man blots noch en Översicht, de aver bi cheemsch Vörgäng jümmer noch goot to bruken is.

 Dorstellen 
Nafolgend is dat Periodensystem in sien hüüt bekannte Form dorstellt:
 De Elementen sünd mit jemehr Atomtekens dorstellt, dorbi steiht jümmer de Atomtall.
 De Perioden sünd jümmer de waagrechten Regen.
 De Gruppen sünd de piellieken Regen.
 De röömsch Tallen betekend dorbi de Hööftgruppen, dat annere sünd de Nevengruppen.

 Opbo vun’t Periodensystem 
 Grundlagen 
All Materie, de uns ümgifft besteiht ut lütte Deelken, de Atomen nöömt warrt.

Jedet Atom besteiht ut en Atomkarn un en Elektronenhüll:
Jede Atomkarn bargt positiv laadte Protonen (tomindst een, hööchstens en beten mehr as Hunnert). De Tall vun de Protonen in’n Karn gifft an, wo groot de Karnladung is. Se warrt ok as Atomtall betekent. De Elektronenhüll ümslutt den Karn in en Beten Afstand. Wenn in disse Hüll jüst so veel (negativ laadte) Elektronen sünd as Protonen in den Karn, gliekt sik de Laden ut, un dat Atom is denn in en elektrisch neutralen Tostand. Dat Periodensystem befaat sik blots mit Atomen, de elektrisch neutral sünd.

De Elektronen künnt sik blots op Bahnen bewegen, de sünnere Afstännen vun den Karn hebbt. Bahnen, de to een sünneren Afstand höört, warrt as Elektronenschaal tohopenfaat. In jede Schaal is blots för en sünnere Tall vun Elektronen Platz:

Op de Schaal ganz binnen hebbt blots twee Elektronen Platz. Dorüm gifft dat blots twee cheemsch Elementen, de blots disse binnerste Schaal hebbt. Dat sünd Waterstoff un Helium, de dorüm ok ganz baven in dat Periodensystem to stahn kummt.
Dat nächste Atom mit dree Protonen hett to’n Utgliek ok dree Elektronen. Dat drüdde Elektron mutt also op en Bahn wieter buten in de nächsten Schaal. Dat is dat Lithium mit de Atomtall 3. Disse Schaal hett Platz för acht Elektronen. De Elementen mit dree bit teihn Elektronen warrt dorüm in de tweeten Reeg vun baven blang’anner dorstellt. Bi de Atomtall 11 (Natrium) warrt denn wedder de nächste Schaal anfungen, de ok wedder för acht Elektronen Platz hett un in’n Periodensystem de drüdde Reeg vun Baven billt.

Kiekt man blots op de Elektronen op de butensten Schaal, snackt man ok vun de Butenelektronen. In de binneren Schaal kann dat een oder twee Butenelektronen geven, in de beiden nächsten bit to acht. De Tall vun de Butenelektronen leggt to en bedüdenden Deel de cheemschen un physikaalschen Egenschoppen vun en Stoff fast. De Tall vun de Butenelektronen wedderhollt sik periodisch in de Regen vun dat System. Dorüm hett sik dorvör de Begreep Periood inbörgert. Stoffen de ünnerenanner staht hebbt dormit de lieke Tall vun Butenelektronen un hebbt lieke Stoffegenschoppen. Dorüm warrt se as Gruppen tohopenfaat. Bit nu güng dat dorbi jümmer üm de Hööftgruppen.

Bi de höögeren Perioden warrt de Systematik en beten ünnerbroken. De beiden nächsten Perioden fangt woll ok mit de eersten beiden Elektronen vun de nächst buteren Schaal an. Man vördem dor dat drüdde Elektron tokummt, warrt toeerst teihn ne’e Bahnen (Orbitalen) in de dorünner liggenden Schaal billt un opfüllt. Elementen, de hier ünnerenanner staht, warrt as Nevengruppen betekent.

Gaht wi noch twee Perioden hööger, denn entsteiht sogor noch deeper wietere 14 Orbitalen, de toeerst opfüllt warrt. Wieldat disse Bahnen deeper in de Elektronenhüll leegt, hett dat keen Influss op de Butenelektronen. Disse Elementen sünd dorüm all teemlich liek. In de sössten Periood warrt disse Elementen Lanthanoiden un in de sövten Actinoiden nöömt.

De Opbo un Anorden vun de Elementen in’t Periodensystem warrt also alleen dör de Elektronenkonfiguratschoon fastleggt.

Anmarken:
Jede Atomkarn, mit Utnahm vun dat 1H Waterstoffisotop, bargt neven de Protonen ok neutrale Neutronen, de keen elektrisch Laden opwiest. Se speelt för den Opbo vun’t Periodensystem keen Rull. De Neutronentall kann ünnerscheedlich wesen bi lieke Atomtallen. Man snackt denn vun Isotopen, de ok in sünnere Isotopentabellen dorstellt warrt.
 De Elektronen hebbt nich veel Masse. Dorüm speelt se keen Rull, wenn man de Atommasse vun een Element bestimmen will. De Atommasse warrt faken ok mit angeven in dat Periodensystem, hett för den Opbo aver keen Bedüden.

 Tosätzlich Informatschonen ut dat Periodensystem 
Ut de Systematik kann man wies warrn, dat sünnere Egenschoppen vun de Elementen an bestimmte Positschonen un Rebeden in’t Periodensystem to finnen sünd:
 Masse: Se nimmt vun baven na ünnen un vun links na rechts to. Dorvun gifft dat aver ok en poor Utnahmen: Ar vör K, Te vör I, Co vör Ni, Th vör Pa).
 Atomradius: de nimmt vun baven na ünnen to un vun links na rechts af (bi de Hööftgruppenelementen).
 Elektronegativität: de nimmt vun baven na ünnen af un vun links na rechts to (mit Utnahm vun de Eddelgasen).
 Ionisatschoonsenergie: nimmt vun baven na ünnen af un vun links na rechts to.
 Metallcharakter: de nimmt vun baven na ünnen to un vun links na rechts af.
 Basizität vun de Oxiden: de nimmt vun baven na ünnen to un vun links na rechts af. 
 Schraagbetöög sünd:
 Lieke Egenschoppen twüschen Lithium – Magnesium, Beryllium – Aluminium, Bor – Silizium
 Grimmsch Hydridschuuvsatz
 Lanthanoidenkuntrakschoon

Butendem warrt in dat Periodensystem de radioaktiven Elementen kenntekent, ofschoonst dat mit de Elektronenkonfiguratschoon un de Stellung in’t Periodensystem nix to kriegen hett:

Dat cheemsch Element Blie (Atomtall 82) is dat letzte Element, dat noch bestännig is, also ok nicht-radioaktiv vörkummt. All höögeren Elementen mit gröttere Atomtallen sünd ahn Utnahm radioaktiv un dormit unbestännig. En sünneren Grenzfall stellt dat Wismut dor, wat en bannig lange Halfweertstiet opwiest.

Aver ok bi lütteren Atomtallen gifft dat Elementen, de radioaktiv sünd un keen bestännige Isotopen hebbt: Technetium un Promethium. Dormit blieft opletzt blots noch 80 bestännige Elementen över, de in de Natur vörkamt, all annern sünd radioaktiv. Vun de radioaktiven Elementen kommt ok blots Wismut, Thorium un Uran in gröttere Mengden in de Natur vör. Dat liggt doran, dat se Halfweertstieten hebbt, de meist so groot sünd, as dat Öller vun de Eer oder sogor noch grötter.

All annern radioaktiv Elementen sünd Verfallsprodukten vun Uran oder Thorium oder se entstaht bi de roren natürlichen Karnreaktschonen oder dör spotanen Verfall vun Uran un Thorium. Elementen mit Atomtallen grötter as 94 künnt opstunns blots künstlich maakt warrn. Solke Elementen künnt woll ok bi natürlich Vörgäng, as de Fusion in en Supernova tostannen kamen, man vun wegen jemehr düchtig lütte Halfweertstieten is vun jem in de Natur bit vundaag noch keen Spor nawiest worrn.

 Historie 
Wanneer de eersten Elementen opdeckt weern, is vundaag nich mehr goot natovulltehn. En poor sünd jo al siet de Antike begäng, man Opteken doröver sünd tomeist nich nau un ok swor to finnen. Opteken, worut en nauen Tietpunkt afleidt warrn kann, gifft dat eerst af dat 18. Johrhunnert – bit dorhen weern eerst 15 cheemsch Elementen as solke bekannt un beschreven, dorünner veel Metallen as Iesen, Kopper, Blie, Sülver, Quecksülver un Gold, aver ok de Nichtmetallen Kohlenstoff, Swevel un Phosphor. De meisten Elementen sünd in’t 19. Johrhunnert opdeckt worrn un to’n Anfang vun’t 20. Johrhunnert geev dat blots noch 10 vun de natüürlichen Elementen, de noch nich bekannt weern.

Vör dat 19. Johrhunnert harrn sick de Chemikers swor doon, Regeln ruttofinnen, dat se wat vörherseggen kunnen. De Eerst, de rutfunnen harr, dat dor ’n Regel för cheemsche Verwandschop is, weer Johann Wolfgang Döbereiner 1817, de Gruppen vun jümmers dree Elementen maakt harr, de he Triaden nöömt harr. To’n Bispill Lithium, Natrium un Kalium. Ok Calcium, Strontium un Barium. Un Chlor, Brom un Jod.

1863 hett John Alexander Reina Newlands en Tabell opstellt, in de de Elementen na Atommasse in Koppels to acht ordent weern (Gesett vun de Oktaven). 1869 weern dat denn Lothar Meyer un Dmitri Mendelejew, twee Schölers vun Robert Wilhelm Bunsen, de dat Periodensystem na Opteken vun Bunsen publizeert hebbt. Dor hebbt se de Elementen na ehr Gewicht sorteert un jümmers de Elementen ünnerenanner schreven, de wat liekers reageert. Dat dit lieke Verhollen mit den Opbo vun de Elektronenhüll tohopenhangt, de ok de Perioden verkloort, is aver eerst in’t 20. Johrhunnert opdeckt worrn.

 Literatuur 

 Ekkehard Fluck, Klaus G. Heumann: Periodensystem der Elemente: physikalische Eigenschaften; [chemische, biologische und geologische Eigenschaften]. 5. Oplaag, Wiley-VCH, Weinheim 2012, ISBN 978-3-527-33285-4.
 P. Kurzweil, P. Scheipers: Chemie. Vieweg + Teubner, Wiesbaden 2010, ISBN 978-3-8348-0341-2, Kapitel 3: Periodensystem der Elemente (PSE).
 N. N. Greenwood, A. Earnshaw: Chemistry of the Elements. 2nd ed., Elsevier, Oxford 2016, ISBN 978-0-7506-3365-9, Chapter 2: Chemical Periodicity and the Periodic Table.
 K. Seubert (Ruutgever): Das natürliche System der chemischen Elemente – Abhandlungen von Lothar Meyer (1864–1869) und D. Mendelejeff (1869–1871). Engelmann, Leipzig 1895 (Digitalisat).
 Stephen G. Brush: The reception of Mendeleev's Periodic Law in America and Britain. In: Isis. Band 87, 1996, S. 595–628.
 Jan W. van Spronsen: The Periodic System of Chemical Elements. A History of the First Hundred Years. Elsevier, Amsterdam, London un New York 1969, ISBN 978-0-444-40776-4.
 Masanori Kaji, Helge Kragh, Gábor Palló (Ruutgever): Early responses to the periodic system. Oxford University Press, 2015, ISBN 978-0-19-020007-7.
 Eric Scerri: The Periodic Table. Its Story and Its Significance. Oxford University Press, New York 2007, ISBN 978-0-19-530573-9.

 Websteed 


 webelements – Informationen zu den Elementen (engelsch)
 Periodic Table (engelsch), vun Theodore Gray
 PDF-Druck-Verschon up pse-online.de (56 kB, hoogdüütsch)
 Setting the Table. A brief visual history of the periodic table. up sciencemag.org
 Ralph M. Cahn: Historische und philosophische Aspekte des Periodensystems der chemischen Elemente (PDF; 560 kB, hoogdüütsch)
 Eric Scerri, Mendeleev’s Legacy: The Periodic System, Distillations, 12. April 2007 (engelsch)
 Internet Database of Periodic Tables (engelsch)
 Periodensystem der europäischen Chemikalienagentur Echa –  cheemsche un physikalische Egenschopen, Informatschonen över Regels un Gesetten

Kategorie:Chemie
Kategorie:Atomphysik