Das Periodensystem und der Aufbau der Atome 03:29 min

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Transkript Das Periodensystem und der Aufbau der Atome

Als Mendelejew im Jahr 1869 sein Periodensystem einführte, war er seiner Zeit weit voraus. Später wurde Mendelejews System durch eine scheinbar kleine Veränderung entscheidend verbessert. Im Jahr 1913 schlug der britische Physiker Henry Moseley vor, die Anordnung der Elemente nicht nach den relativen Atommassen, sondern nach deren Ordnungszahlen vorzunehmen. Die Ordnungszahl eines Elements entspricht der Anzahl seiner Protonen im Atomkern. Man erkannte: Durch diese feste und unverwechselbare natürliche Zahl ist jedes Element eindeutig bestimmt. Die Protonenzahl steigt entlang der Reihen bei jedem Element um eins an. In der dritten Periode, zum Beispiel, hat Natrium 11 Protonen, Magnesium 12 und das Edelgas Argon 18 Protonen. Damit hatte man erstmals die Sicherheit, dass es nur 92 natürlich vorkommende Elemente geben kann. Vom Wasserstoff mit nur einem Proton bis zum Uran mit 92 Protonen. Es gab also nicht noch unendlich viele neue Elemente zu entdecken. Dadurch erhielt die Chemie eine überschaubare und natürliche Systematik. Auch das Rätsel der chemisch ähnlichen Eigenschaften der Elemente in den vertikalen Spalten war nun mithilfe der Atomstruktur gelöst. Wenn Elektronen hinzukommen, ordnen sie sich in verschiedenen Schalen um den Atomkern an. Die erste Reihe des Periodensystems mit Wasserstoff und Helium entspricht der innersten Schale, die höchstens zwei Elektronen enthalten kann. Die zweite Schale kann mit bis zu acht Elektronen gefüllt werden. Dies entspricht der zweiten Periode von Lithium bis zu Neon und die dritte Schale reicht von Natrium bis zu Argon. Entscheidend ist, dass die Spalten des Periodensystems Elemente mit gleicher Elektronenzahl in der Außenschale enthalten. Damit bestimmt die Anzahl der Außenelektronen deren ähnliches Verhalten bei chemischen Reaktionen. Alle Elemente der ersten Spalte besitzen also jeweils nur ein Elektron in der Außenschale, was sie sehr reaktionsfreudig macht. Alle Elemente der siebten Spalte, die Halogene, haben sieben Außenelektronen. In jeder Spalte werden die Atome größer, weil mehr besetzte Elektronenschalen hinzukommen. Dies ändert ihr chemisches Verhalten aber nicht grundsätzlich. Letztlich konnten damit alle Elemente in einem System angeordnet werden, das ihre Atomstruktur mit ihrem chemischen Verhalten verbindet. Damit hat sich Mendelejews Vision bewahrheitet.