Periodensystem

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Das Periodensystem der chemischen Elemente (PSE) ist eine Übersichtsdarstellung der bekannten und einiger noch hypothetischen chemischen Elemente.

Ordnungsprinzip innerhalb des Periodensystems sind die Ordnungszahlen der Atome, beginnend beim Wasserstoff mit der Ordnungszahl 1 bis hin zum schwersten derzeit bekannten Element mit der Ordnungszahl 118.

1 Atommodell

Grundlage ist ein Atommodell, nach dem jedes Atom aus einem Atomkern und einer Elektronenhülle besteht. Der Atomkern seinerseits besteht aus Protonen und Neutronen. Die Anzahl der Protonen wird auch Kernladungszahl genannt und ergibt die Ordnungszahl des Atoms.

Die Position des Elements im Periodensystem wird durch den Aufbau der Elektronenhülle, die sogenannte Elektronenkonfiguration bestimmt. Die Elektronen nehmen verschieden weit vom Atomkern entfernte Bahnen ein, die man sich auf eine Kugeloberfläche/Schale projiziert vorstellen kann. Die erste (niedrigste) Schale kann mit maximal 2 Elektronen besetzt werden, die nächste mit 8 usw.

2 Ionen und Isotope

Das PSE stellt ausschließlich elektrisch neutrale Atome dar, deren Protonenanzahl (man spricht hier auch von der "Kernladungszahl") mit der Elektronenanzahl in der Elektronenhülle übereinstimmt, so daß sich die positiven elektrischen Ladungen der Protonen und die negativen elektrischen Ladungen der Elektronen in der Hülle gegenseitig aufheben; das Atom erscheint nach außen elektrisch neutral.

Atome mit einer abweichenden Elektronenanzahl in der Hülle tragen eine elektrische Ladung und werden als Ionen bezeichnet.

Atome mit gleicher Protonen- aber abweichender Neutronenzahl im Kern zeigen zwar gleiche chemische Eigenschaften, unterscheiden sich aber im Atomgewicht und werden als Isotopen oder Nuklide bezeichnet.

Beide Gruppen werden vom Periodensystem nicht erfaßt.

3 Elemente

Das dargestellte Periodensystem zeigt die Elemente vom Wasserstoff mit der Ordnungszahl 1 bis zum Element Ununoctium mit der Ordnungszahl 118. Die Elemente Technetium und Promethium mit den Ordnungszahlen 43 und 61 und alle Elemente ab Wismut mit der Ordnungszahl 83 sind radioaktiv und zerfallen nach längerer oder kürzerer Zeit entsprechend einer der bekannten Zerfallsreihen in stabile Elemente.

Eines der schwersten bekannte, künstlich hergestellten und sicher nachgewiesenen Elemente ist das Ununbium mit der Ordnungszahl 112, das im Jahr 1996 von Forschern der Gesellschaft für Schwerionenforschung in Darmstadt (GSI) hergestellt wurde und von dem zwei Atome nachgewiesen werden konnten. Das Element zerfällt mit einer Halbwertszeit von 240 µs.

Russische Forscher vom Vereinigten Internationalen Kernforschungszentrum (JINR) in Dubna bei Moskau stellten 1999 das Element 114 (Ununquadium) her, von dem 3 Atome nachgewiesen werden konnten.

Meldungen aus dem Jahr 1999, man habe am Lawrence Berkeley National Laboratory in Kalifornien die Elemente mit den Ordnungszahl 116 und 118 hergestellt, mußten wegen Datenfälschungen eines Mitarbeiters zurückgezogen werden.[1]

2000/2001 meldeten wiederum russische Forscher die Herstellung von Element 116, einem Alphastrahler mit einer Halbwertszeit von 47 ms.[2]

Im Februar 2004 vermeldeten russische und amerikanische Forscher die Herstellung von Element 115 (Ununpentium), das nach ungewöhnlich langer Halbwertszeit über das gleichfalls neu entdeckte Element 113 (Ununtrium) zu stabilen Kernen zerfällt. Dieses Ergebnis muß noch von anderen Forschungsgruppen reproduziert werden, um die Entdeckungen zu bestätigen.[3][4]

2006 vermeldeten Forscher aus Dubna die Herstellung von Element 118 (Ununoctium), das über die Elemente 116, 114 und 112 zu stabileren Kernen zerfällt. Die Halbwertszeit der 3 erzeugten Atome betrug nur rund 1 ms, zu kurz, um chemische Untersuchungen des Elements anzustellen.[5]

Im April 2010 vermeldeten Forscher aus Dubna die Herstellung des Elementes 117 mit einer Ausbeute von 6 Atomen nach zweijähriger internationaler Zusammenarbeit.[6]

Jenseits von Element 114 vermuteten Forscher eine „Insel der Stabilität“, in der die Zerfallszeiten der Kerne wieder länger werden. Die Zerfallsdauern der Elemente 114 bis 118 bewegen sich jedoch alle im Millisekunden-Bereich, auch wenn diese länger als die Zerfallsdauern einiger im Periodensystem vor ihnen liegenden Elemente ist.

Eine weitere „Insel der Stabilität“ wird erst wieder jenseits der Ordnungszahl 164 erwartet.[7]

4 Das Periodensystem

Langperiodensystem
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
H
1
He
2
Li
3
Be
4
B
5
C
6
N
7
O
8
F
9
Ne
10
Na
11
Mg
12
Al
13
Si
14
P
15
S
16
Cl
17
Ar
18
K
19
Ca
20
Sc
21
Ti
22
V
23
Cr
24
Mn
25
Fe
26
Co
27
Ni
28
Cu
29
Zn
30
Ga
31
Ge
32
As
33
Se
34
Br
35
Kr
36
Rb
37
Sr
38
Y
39
Zr
40
Nb
41
Mo
42
Tc
43
Ru
44
Rh
45
Pd
46
Ag
47
Cd
48
In
49
Sn
50
Sb
51
Te
52
I
53
Xe
54
Cs
55
Ba
56
(*) Hf
72
Ta
73
W
74
Re
75
Os
76
Ir
77
Pt
78
Au
79
Hg
80
Tl
81
Pb
82
Bi
83
Po
84
At
85
Rn
86
Fr
87
Ra
88
(**) Rf
104
Db
105
Sg
106
Bh
107
Hs
108
Mt
109
Ds
110
Rg
111
Uub
112
Uut
113
UUq
114
Uup
115
Uuh
116
Uus
117
Uuo
118
(*) La
57
Ce
58
Pr
59
Nd
60
Pm
61
Sm
62
Eu
63
Gd
64
Tb
65
Dy
66
Ho
67
Er
68
Tm
69
Yb
70
Lu
71
(**) Ac
89
Th
90
Pa
91
U
92
Np
93
Pu
94
Am
95
Cm
96
Bk
97
Cf
98
Es
99
Fm
100
Md
101
No
102
Lr
103
Legende
Alkalimetalle Übergangsmetalle Actinoide Nichtmetalle
Erdalkalimetalle Lanthanoide Metalle Edelgase

5 Einzelnachweise

  1. http://www.xpbulletin.de/t1788-0.html Herstellung der Elemente 118 und 116 war Betrug
  2. http://www.chemie-master.de/FrameHandler.php?loc=http://www.chemie-master.de/pse/pse.php?modul=e116 Hinweis auf Herstellung von Element 114
  3. http://www.chemie-master.de/FrameHandler.php?loc=http://www.chemie-master.de/pse/pse.php?modul=e116 Erste Hinweise auf mögliche Erzeugung von Element 116
  4. http://www.spiegel.de/wissenschaft/mensch/0,1518,284636,00.html Spiegel:"Zwei neue Elemente entdeckt"
  5. http://www.aip.org/pnu/2006/split/797-1.html American Institute of Physics:Elements 116 and 118 Are Discovered
  6. http://www.g-o.de/wissen-aktuell-11478-2010-04-08.html scinnex:„Missing-Link“ des Periodensystems gefunden
  7. http://www.weltderphysik.de/de/971.php Welt der Physik: Suche nach der Insel der Stabilität

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