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Mit Wissenslücken in die Zukunft

 
Periodensystem: Ein aktuelles Periodensystem mit 118 Elementen ©Wikimedia Commons
Ein aktuelles Periodensystem mit 118 Elementen ©Wikimedia Commons

Das Periodensystem nach Dmitri Mendelejew hat 150. Geburtstag. Für die Meisten verbunden mit unangenehmen Erinnerungen an muffige Schulräume, dient es Schülern, Studenten und Wissenschaftlern heute als eine Übersicht der Elemente – und war nicht der erste Versuch, diese sinnvoll zu versammeln.

In matten Farben und mit eckigen Kästchen starrt das Periodensystem von nahezu jeder Wand der Chemielabore dieser Welt auf uns herunter. Die Version des Periodensystems, die wir heute kennen und nutzen, wurde 1869 vom russischen Chemiker Dmitri Mendelejew entwickelt, als Ergebnis seiner Bemühungen, die Elemente in ein lesbares Ordnungssystem einzugliedern.

21 Jahre zuvor hatte der britische Naturforscher John Dalton ein Tableau der 20 Elemente angelegt, die der Wissenschaft zu diesem Zeitpunkt bekannt waren. Dalton war auch als Lehrer tätig und seine Anordnung diente der Veranschaulichung für den Unterricht. Dieses Modell konnte sich nicht lange halten, da es zwar die zu dem Zeitpunkt bekannten Elemente versammelte, aber außer Acht ließ, dass Wissenschaftler in rasantem Tempo neue Elemente entdeckten.

Periodensystem: Daltons Tableau mit 20 Elementen von 1808 ©Wikimedia Commons
Daltons Tableau mit 20 Elementen von 1808 ©Wikimedia Commons

Dem Chemiker John Newlands gelang ein neuer Ansatz. Er brachte die schlichte Auflistung in ein System, basierend auf den chemischen und physikalischen Eigenschaften der Elemente. Er stellte fest, dass das achte Element (Fluor) dem ersten (Wasserstoff) ähnelte. Auch das neunte ähnelte dem zweiten Element in seinen Eigenschaften. Er untersuchte dies weiter und erkannte eine Achter-Periodizität, die er Oktavengesetz nannte. Damit war der Grundgedanke des Periodensystems gegeben, denn periodisch ist, was in gleichen Abständen auftritt. Anders als drei Jahre später bei Mendelejew konnte aber auch seine Variante nicht mit der Geschwindigkeit der Wissenschaft mithalten.

Aber worin unterscheiden sich beide Ansätze nun genau? Es gibt keine Belege darüber, ob Mendelejew von Newlands Erkenntnissen erfuhr, jedoch sind dessen Überlegungen Grundlage seiner Arbeit, erweitert um einen genialen Gedanken: Er ließ Lücken für Elemente, die noch zu entdecken waren. Besonders erstaunlich ist dabei, dass er schon Jahre vor der Entdeckung dieser Elemente ihre Massezahlen kannte und an den passenden Plätzen in seinem Periodensystem Raum dafür ließ.

 

Periodensystem: Dmitri Mendelejews Periodensystem mit Leerstellen von 1869 ©Wikimedia Commons
Dmitri Mendelejews Periodensystem mit Leerstellen von 1869 ©Wikimedia Commons

Auf den ersten Blick unterscheidet sich Mendelejews System von unserem heutigen optisch zunächst signifikant, doch dreht man es um 90 Grad, wird die Ähnlichkeit zu dem modernen Periodensystem ersichtlich. Für die Wissenschaft waren damit die Elemente erstmals sinnvoll sortiert. Sein Werk wurde von der Royal Society mit der Davy-Medaille geehrt – die höchste britische Auszeichnung für Wissenschaft auf dem Gebiet der Chemie.

 

 

 

26 Kommentare

  1. Avatar  Richard Jones

    Thank you for the post.

  2. Avatar  Anonyman 01

    So wie es aussieht wird dies mein letzter Kommentar. Zeit Online hat meine Kommentarfunktion aus mir nicht nachvollziehbaren Gründen gesperrt (Wo bin ich den bitte von den Kommentarregeln stark abgewichen/ hab gegen diese Verstoßen?) Oder ist dies die Reaktion auf eine Email an die Redaktion eines anderen Forenbereichs (bei gmx), der meine Kommentare und die anderer Foristen von einem Thema auf ein anderes verschob und dann behauptete, ich würde mich nicht an die Regeln halten?
    Ich blick da nicht mehr durch, was man hier und dort für Blödsinn verzapft….
    Schüss….

  3. Avatar  U.F. Liefen

    Btw: Es könnte im Artikel auch erwähnt werden, dass ein Lothar Meyer völlig unabhängig von Mendelejew wenige Monate später wohl ziemlich genau ein gleiches PSE aufstellte

  4. Avatar  ._.KritischerGeist._.

    bitte meinen letzten Kommentar löschen, habe mich im Ton vergriffen

  5. Avatar  ._.KritischerGeist._.

    „…dass das achte Element (Fluor) dem ersten (Wasserstoff) ähnelte. Auch das neunte ähnelte dem zweiten Element…“

    Vielleicht sollte man wenigstens doch mal einen Blick auf das PSE werfen, wenn man darüber schreibt. Dass o.g. Behauptungen Unsinn sind, wurde schon von anderen Kommentaren angemerkt. Peinlich, dass der Fehler immer noch im Artikel steht.

    Da schreibt jemand einen Artikel über ein Thema, von dem er offensichtlich keinen Dunst hat (das ist Stoff des ersten Unterrichtsjahres Chemie!)

  6. Avatar  Anonyman 01

    Das Periodensystem der Elemente stellt wohl neben der Mathematik die einzige Universelle ,,Sprache“ dar. Wenn man Außerirdischen etwa darstellen will welcher Planet unseres Sonnensystems der mit Leben ist, einfach das Sonnensystem als Acht Punkte um einen Kreis darstellen, und neben den dritten Punkt vom Kreis aus gezählt das Periodensystem skizzieren mit Linien zu der Position von Wasserstoff, Sauerstoff und Kohlenstoff. Das Periodensystem in seiner Grundlegenden Darstellung (Wasserstoff bis Uran) müsste jeder Intelligenten, Technologisch begabten Spezies geläufig sein.

  7. Avatar  olchemist

    Nachtrag. Hier findet man den erwähnten Artikel direkt zugänglich: https://www.academia.edu/847316/Symbol_der_Chemie_Das_Periodensystem_der_chemischen_Elemente_im_jungen_Jahrhundert

    Und hier nochmal das Zitat, welches ich versuchte aus dem Gedächtnis sinngemäß wiederzugeben:
    „In den letzten Jahren wurden Clusteranalysen der Elemente durchge-führt. Dazu wurden in der Literatur tabellierte Zahlen für bis zu 150 verschiedene chemische, physikalische und Materialeigenschaften von bis zu 90 Elementen und ihren Verbindungen ausgewertet: Die erwähnten historischen, chemisch „erfühlten“ Ähnlichkeiten zwischen Elementen wurden alle numerisch „objektiv“ reproduziert. Die vielen komplexen Vernetzungen des Systems der Elemente haben es aber verhindert, genau eine einfache optimale Periodentafel auf empirischer Basis durch selbstorganisierende Algorithmen zu generieren.“

  8. Avatar  olchemist

    Es gibt zu dem Thema ein interessanten Artikel: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/ange.200800827

    Der ist leider nicht kostenlos, aber in Büchereien kommt man an sowas dran.

    Darin wird beschrieben, dass die Ähnlichkeiten innerhalb einer Gruppe des Periodensystems überbewertet werden. Lässt man einen Computer die Elemente stur nach ihren bekannten Eigenschaften sortieren, kommt der meist gar nicht auf unser brühmtes Periodensystem. Tatsächlich wird die Periodizität „nur“ von dem Rückgrat Halogene/Edelgase/Alkalimetalle getragen.

  9. Avatar  Gigelig

    Wunderbar, wie alle einen solchen Artikel erstmal dazu verwenden müssen, ihr in welcher Weise auch immer erhaltenes Wissen preiszugeben.

    Ich freue mich einfach über den schönen Artikel über das Periodensystem, dass seit 150 Jahren keinen Deut an Bedeutung für die Wissenschaft verloren hat. Endlich wird mal einem großen Chemiker gedacht, der häufig unter den Tisch fällt, obwohl er wohl einen der wichtigsten Ausgangspunkte für die Chemie gelegt hat.

  10. Avatar  moseley

    Ich bin erschüttert, dass mein Beitrag zum wirklichen Nachweis der damaligen Lücken im Periodensystem der Elemente in diesem Artikel schmählich unterschlagen wird: Der wirkliche Nachweis ergab sich aus dem Moseley’schen Gesetz über die Rönten-Emissionen der Elemente.
    Leider bin ich viel zu früh, im ersten Weltkrieg in der Schlacht von Gallipoli gefallen. Deshalb musste ich aus dem Jenseits meinen ZON Avatar zu diesem Post veranlassen.

 

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