Einführung Die neue Periodizität Vergleich der Modelle Ausblick Quellen
Startseite Die neue Periodizität Die periodizität der Elemente

Die neue Periodizität


Die Koeffizienten der Listzinschen Polynome Die isoelektronischen Reihen der Elemente Die periodizität der Elemente

Gästebuch Impressum Datenschutzerklärung facebook Kontakt

Die periodizität der Elemente

In der heutigen Darstellung des Periodensystems werden die Elemente nach ihrer Ordnungszahl hintereinander aufgereiht. Die Periodizität der Elemente wird durch ihre chemische Eigenschaft begründet. Jede Periode beginnt mit einem Alkalimetall, das nur ein Valenzelektron hat, also einwertig ist. Jede Periode wird mit einem Edelgas abgeschlossen. Edelgase besitzen eine abgeschlossene Außenschale und sind damit chemisch sehr träge. Die erste Periode ist eine Ausnahme, sie beginnt nicht mit einem Alkalimetall sondern mit dem Element Wasserstoff.

In der folgenden Abbildung werden die Elemente in der heute üblichen Form, der Mendelejewschen Form, dargestellt:

In der folgenden Abbildung sind die Elemente so in Perioden eingeteilt, wie es aus dem Koeffizienten alfa der isoelektronischen Reihendarstellung abgeleitet werden kann. Die Perioden werden durch die Elemente „gleicher“ Koeffizienten gebildet. Weiterhin wurde der Feinstruktur der isoelektronischen Reihen Rechnung getragen, indem die Elemente einer Einheit (2, 3, 3) von den anderen( durch einen kleinen Abstand) getrennt dargestellt sind, was der Gliederung nach Haupt und Nebengruppen entspricht. Die Hauptgruppe einer Periode umfasst jeweils die ersten acht Elemente einer Periode.

In dieser Darstellung des Periodensystems wird einzig die „Steigung“ der Isoelektronischen Reihen zur periodischen Gliederung des Systems verwendet. Der Parameter β erzeugt die Feinstruktur des Periodensystems.

Die wesentliche Veränderung zur heutigen Sicht ist, dass am Periodenende nicht unbedingt ein Edelgas steht. In ab der zweiten jeder Periode ist es möglich, einen Block von acht Elementen zu bilden, mit dem die Perioden beginnen. Ab der dritten Periode werden weitere Untergruppen an den Achterblock angehängt. Zuerst zwei Fünfer Gruppen und bei der fünften und sechsten Periode jeweils zwei Siebener und eine Zehner Gruppe.

Abbildung 01

In der unteren Abbildung sind die Oxidationszahlen (Bindigkeit) der Elemente aufgetragen. Man erkennt leicht, dass die Oxidationszahlen die veränderte Gruppierung zulassen.

Die Oxidationszahlen der Elemente zeigen in der obigen Abbildung charakteristische Eigenschaften, die eine Periodisierung, wie in der Abbildung 01 gezeigt, unterstützen. Das erste Element jeder Periode hat nur ein Valenzelektron, mit einer Ausnahme: Kupfer(Cu), Silber(Ag) und Gold (Au) bei dem auch die Oxidationszahl drei möglich ist. Ansonsten zeigen die Oxidationszahlen in den ersten acht Gruppen ein einheitliches Verhalten. Die achte Gruppe wird mit den Edelgasen gefüllt.

Überraschend ist die Fortsetzung der Perioden nach den Edelgasen; hier wurden aus chemischer Sicht im herkömmlichen Modell die Perioden beendet. Ein Edelgas hat eine abgeschlossene Schale und nimmt daher weder Elektronen auf noch ist es bereit, Elektronen abzugeben. Die Periodenfortsetzung, in denen sich nach den Edelgasen weitere Elemente anschließen, findet erst mit der dritten Periode statt. Alle ersten Elemente der Nebengruppen haben nur ein Valenzelektron. Die Elemente der zweiten Nebengruppe haben zwei Valenzelektronen, die der dritten Nebengruppe drei und so fort. Zum Ende der Nebengruppen nimmt die Anzahl der Valenzelektronen wieder ab.

Man kann die veränderte Darstellung des Periodensystems in zwei Gruppen einteilen. Die Hauptgruppe, die ersten acht Elemente einer Periode umschließend und der Nebengruppe, die sich den Hauptgruppen nach der Edelgasgruppe anschließt. Anders als die Hauptgruppen haben die Nebengruppen unterschiedlich viele Elemente. Bezüglich der Valenzelektronen zeigen die beiden „Nebengruppen“ der Perioden drei und vier ein ähnliches Verhalten wie die Hauptgruppen. Die Struktur der Hauptgruppen und die der Nebengruppen unterscheiden sich aber grundsätzlich.

Hier zeigt sich also, dass sich die Oxidationszahlen der Elemente in der Systematik der isoelektronischen Reihen wieder findet.