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Es ist 1869. Dmitri Mendelejew sitzt gebeugt über seinem Schreibtisch. Vor ihm liegen 63 Karteikarten. Jede dieser Karten beschriftet mit dem Kürzel eines der chemischen Elemente, die damals bekannt waren.
Mendelejew, Professor für Chemie am Technologischen Institut Sankt Petersburg, legt die Karteikarten immer wieder neu vor sich hin. So versucht er, die Elemente für seine Studierenden in eine möglichst einfache Ordnung zu bringen.
Die Lehre der Leerstellen
Und das gelingt ihm: Am 6. März 1869 – also heute vor 150 Jahren – stellt Mendelejew den Kollegen der Russischen Chemischen Gesellschaft seinen Vorschlag vor, wie die damals bekannten Elemente logisch anzuordnen seien.
Diese Ordnung verriet den Wissenschaftlern vieles über die chemischen Eigenschaften der Elemente. Aber noch viel wichtiger: Das Ordnungssystem enthielt wertvolle Hinweise darauf, welche Elemente noch gar nicht entdeckt worden waren.
Keine Einzelleistung
Dmitri Mendelejew gilt als Entdecker des heute gültigen Periodensystems. Doch wie fast alle wissenschaftlichen Leistungen baute auch er auf wertvolle Vorarbeit auf.
Besonders wichtig war, dass kurz zuvor eine Methode entwickelt wurde, um das Gewicht der damals bekannten Elemente präziser zu bestimmen.
Mendelejew entdeckte dann, fast zeitgleich mit dem deutschen Chemiker Lothar Meyer, dass bestimmte chemische Eigenschaften sich innerhalb dieser nach Gewicht aufgereihten Elemente wiederholten. Daher die Bezeichnung periodisches System der Elemente.
Kästchen und Lücken
Doch wie wurde bewiesen, dass Dmitri Mendeljews Vorschlag tatsächlich richtig war? Schliesslich war er bei Weitem nicht der Erste, der eine solche Anordnung der Elemente versuchte.
Den Beweis für die Gültigkeit seines Vorschlags brachten weniger die bereits bekannten Elemente, sondern die Leerstellen.
Wie funktioniert das Periodensystem?
Das Periodensystem der Elemente verzeichnet alle chemischen Elemente. Ihre Reihenfolge im Periodensystem legt die Ordnungszahl fest, die als grösste Zahl in jedem Kästchen drinsteht. Sie gibt an, wie viel positiv geladene Protonen das entsprechende Element in seinem Kern hat. Dazu steht bei jedem Element seine Abkürzung seines Namens. Das Periodensystem ist in waagrechte Zeilen – die Perioden – und senkrechte Spalten – die Gruppen – unterteilt.
In Mendelejews Vorschlag gab es nämlich mehrere Plätze, die er nur mit einem Fragezeichen versah. Es zeigte sich bereits in den Jahren darauf, dass neu entdeckte Elemente diese Leerstellen füllen konnten. Dmitri Mendelejew selber entdeckte drei neue Elemente.
Die letzte Leerstelle im Periodensystem wurde erst vor wenigen Jahren besetzt. 2006 gaben Forschende aus Russland bekannt, sie hätten das Kästchen mit der Nummer 118 mit einem künstlich hergestellten Element besetzen können. Oganesson heisst dieses Schwergewicht. Es existiert nach seiner Erzeugung nur für wenige Bruchteile einer Sekunde.
Guter Einstieg
Das Periodensystem dient heute vor allem als Einstieg in die Chemie, für die Wissenschaft ist die Bedeutung inzwischen sekundär. Wenn Schülerinnen und Schüler lernen, nach welchen Grundregeln das Periodensystem aufgebaut ist, dann gibt ihnen das gleichzeitig auch einen Einblick in die naturwissenschaftliche Denkweise – ein Anliegen, das bereits Dmitri Mendelejew für seine Studierenden im Sinn hatte.