Arbeitsblatt: PSE

Mendelejew und Meyer bringen Ordnung in die Chemie Sicher hast du schon einmal ein Puzzle zusammengefügt. Dann weißt du auch, wie schwer es ist, alle seine Teile an die richtige Stelle zu legen. Nun stell dir vor, du sollst ein Puzzle zusammenlegen, von dem einige Teile fehlen. Ausserdem ist der Deckel mit dem fertigen Bild verloren gegangen, so dass du keine Ahnung hast, wie das Bild wohl aussehen könnte. In einer ähnlichen Lage waren die Chemiker in der Mitte des 19. Jahrhunderts. Sie beschäftigten sich damit, einen Zusammenhang vielleicht sogar eine Ordnung zwischen den Elementen zu finden. Damals kannte man erst etwa 55 chemische Elemente, heute sind es weit über 100. Elemente mit ähnlichen Eigenschaften werden zu Elementgruppen zusammengefasst. Versuche zeigten, dass sich innerhalb einer Elementgruppe manche Eigenschaften mit steigender Atommasse regelmässig ändern. Solche Änderungen haben im 19. Jahrhundert Wissenschaftler dazu angeregt, daraus ein Ordnungsprinzip für Elemente abzuleiten. Im Jahre 1869 gelang Dmitri Mendelejew und Lothar Meyer unabhängig voneinander der eigentliche Durchbruch. Sie ordneten die damals bekannten 55 Elemente nach zunehmender Atommasse so an, dass ähnliche Eigenschaften in Gruppen nebeneinander zu stehen kamen. Sie erhielten ein Ordnungssystem, das sie als Periodensystem der Elemente (PSE) bezeichneten, da in ihm verwandte Elemente in periodisch (d.h. regelmässig) wiederkehrender Folge angeordnet waren. Da damals jedoch viele Elemente noch nicht entdeckt waren, musste das System zwangsläufig unvollkommen bleiben. Mendelejew war von dieser Ordnung jedoch so überzeugt, dass er an bestimmten Stellen Lücken für noch nicht entdeckte Elemente liess und sogar deren Eigenschaften voraussagte. Das Periodensystem heute: Unser heutiges Periodensystem leitet sich im Prinzip aus dem von Mendelejew und Meyer ab. Die zu einer Gruppe gehörenden verwandten Elemente stehen untereinander in senkrechten Spalten, oben die Elemente mit geringen Atommassen, darunter die mit der grösseren Atommasse. In jeder waagrechten Zeile treten Elemente mit ähnlichen Eigenschaften periodisch (regelmässig) auf. Solche Zeilen bezeichnet man als Perioden. P R O E P E Die Elementgruppen sind mit römischen Zahlen gekennzeichnet. Es gibt acht Hauptgruppen und 10 Nebengruppen. Die l. Hauptgruppe sind die Alkalimetalle, die ll. Hauptgruppe die Erdalkalimetalle. Die Halogene befinden sich in der Vll. Hauptgruppe und die Edelgase in der Hauptgruppe Vlll. Die Perioden sind mit arabischen Zahlen gekennzeichnet, es gibt sieben Perioden. In der ersten Periode stehen nur die Elemente Wasserstof und Helium; sie bildet eine Ausnahme. Im Periodensystem stehen links die Metalle und rechts die Nichtmetalle. Dazwischenetwa diagonal angeordnet- stehen Elemente, die teils metallische, teils nichtmetallische Eigenschaften haben. Sie werden deshalb als Halbmetalle bezeichnet. Dazu gehört beispielsweise das für Computerchips verwendete Element Silicium. Die Stellung eines Elementes im Periodensystem erlaubt wichtige Rückschlüsse auf seine Eigenschaften.