Das Periodensystem der Elemente

Es gibt mehr als hundert verschiedene Arten von Atomen – verschiedenen Elemente. Sie können auf verschiedene Weisen gruppiert sein. Die meisten von ihnen sind Metalle... Es gibt auch einige Nichtmetalle... Manche von ihnen reagieren heftig auf Wasser...

Manche sind gasförmig und träge – keine Spur von reaktionsfreudig. Die Eigenschaften eines Elements hängen von seiner Atomgröße ab, aber in erster Linie von der Anordnung seiner Elektronen. Dies ermöglicht uns, die Elemente auf kluge Weise zu organisieren. Fangen wir damit an, die Elemente in eine lange Reihe zu stellen – vom Atom mit den wenigsten Elektronen zum Atom mit den meisten. Die Elektronen in einem Atom sind um seinen Kern in Elektronenschalen gruppiert.

Stellen wir diese Elemente in eine eigene Reihe. Die ersten beiden haben nur eine Elektronenhülle. Die Atome mit zwei Schalen gehen in die zweite Reihe... Die Atome mit drei Schalen in die dritte und so weiter. Gut, das ist doch schon mal ein Anfang.

Jetzt haben wir sieben Reihen mit Elementen: von der kleinsten (mit einer Elektronenhülle) bis zur Gößten (mit sieben Hüllen). Schau dir die bereits erwähnten Atome an – jene, die leicht auf Wasser reagieren. Sie landen untereinander in der gleichen Spalte. Und wie sieht's mit den reaktionsUNfreudigen Gasen aus? Nun, die sind am Ende jeder Reihe, aber die Reihen sind verschieden lang und formen somit keine ordentliche Spalte.

Können wir etwas dagegen tun? Lass uns nochmal die Anordnungen der Elektronen in den Atomen anschauen. Was bestimmt, ob – und wie – ein Element reagiert? Die Anzahl der Elektronen in der äußersten Elektronenhülle seiner Atome. Der Grund, warum diese Elemente in der ersten Spalte auf die gleiche Weise reagieren, liegt tatsächlich darin, dass sie etwas gemein haben.

Sie haben alle ein Elektron in ihrer äußeren Schale – ein Valenzelektron. Verschieben wir nun einige Reihen ein wenig, so dass alle Elemente mit drei Valenzelektronen untereinander stehen... ...entstehen in der Mitte manche Lücken. Aber schau, indem wir dies tun, landen alle Elemente mit vier fünf sechs und sieben Valenzelektronen am Ende auch in Spalten. Genauso wie die Edelgase, über die wir gesprochen haben. Warum?

Weil sie alle acht Valenzelektronen haben. Ach ja, stimmt. Dieses Atom hier hat zwar nur zwei Valenzelektronen, ist aber eines der Edelgase und kann somit auch in diese Spalte verschoben werden. Jetzt haben wir also eine Tabelle, in der viele der Elemente mit gleichen Eigenschaften in derselben Spalte dargestellt werden. Die Zeilen sagen dir, wie viele Elektronenhüllen diese Atome haben.

Diese Spalten sagen dir, wie viele Valenzelektronen die Atome in ihrer äußeren Hülle haben. Wir haben also die Elemente in langer Reihenform neu angeordnet und in Tabellenform gebracht. Als die Elemente anfangs noch in einer Linie aufgereiht waren, erschienen bestimmte Eigenschaften in regelmäßigen oder periodischen Abständen. Deshalb wird diese Tabelle auch das Periodensystem der Elemente genannt.