Siehe auch: Periodensystem der Elemente (Tabelle)Periodensystem der Elemente
(mit Ordnungszahl und Atomsymbol; klicken Sie auf das Atomsymbol für weitere Informationen)
Gruppen
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Periodensystem,
Diagramm der nach dem Periodengesetz geordneten ElementePeriodengesetz,
Aussage über eine periodische Wiederholung chemischer und physikalischer Eigenschaften der Elemente, wenn die Elemente in der Reihenfolge steigender Ordnungszahl angeordnet sind.
….. Klicken Sie auf den Link für weitere Informationen. entdeckt von Dmitri I. MendelejewMendelejew, Dmitri Iwanowitsch
, 1834-1907, russischer Chemiker. Er ist berühmt für seine Formulierung (1869) des Periodengesetzes und die Erfindung des Periodensystems, einer Klassifizierung der Elemente; zusammen mit Lothar Meyer, der unabhängig davon zu ähnlichen Schlussfolgerungen gekommen war, war er
….. Klicken Sie auf den Link für weitere Informationen. und überarbeitet von Henry G. J. MoseleyMoseley, Henry Gwyn Jeffreys
, 1887-1915, englischer Physiker, grad. Trinity College, Oxford, 1910. Er begann seine Forschungen unter Ernest Rutherford, während er als Dozent an der Universität von Manchester tätig war, und widmete sich bald ganz der Forschung.
….. Klicken Sie auf den Link, um weitere Informationen zu erhalten. . Im Periodensystem sind die Elemente in Spalten und Zeilen nach aufsteigender Ordnungszahl geordnet. Die Ordnungszahl wird oft durch das Symbol Z dargestellt und bezeichnet die Anzahl der Protonen im Atomkern sowie die Anzahl der Elektronen im neutralen Atom. Atome mit der gleichen Ordnungszahl bilden ein chemisches Element. Die Ordnungszahlen wurden den Elementen erstmals um
….. zugewiesen. Klicken Sie auf den Link, um weitere Informationen zu erhalten. (siehe die Tabelle mit dem Titel PeriodensystemPeriodensystem der Elemente
(zeigt die Ordnungszahl und das Atomsymbol; klicken Sie auf das Atomsymbol, um weitere Informationen zu erhalten)
Gruppen
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Es gibt 18 vertikale Spalten oder Gruppen im Standard-Periodensystem. Gegenwärtig sind drei Versionen des Periodensystems mit jeweils eigenen Spaltenüberschriften in Gebrauch. Die drei Formate sind die alte Tabelle der Internationalen Union für reine und angewandte Chemie (IUPAC), die Tabelle des Chemical Abstract Service (CAS) und die neue IUPAC-Tabelle. Das alte IUPAC-System kennzeichnete die Spalten mit römischen Ziffern, denen entweder der Buchstabe A oder B folgte. Die Spalten 1 bis 7 waren mit IA bis VIIA, die Spalten 8 bis 10 mit VIIIA, die Spalten 11 bis 17 mit IB bis VIIB und die Spalte 18 mit VIII nummeriert. Das CAS-System verwendete ebenfalls römische Ziffern gefolgt von einem A oder B. Bei dieser Methode wurden jedoch die Spalten 1 und 2 als IA und IIA, die Spalten 3 bis 7 als IIIB bis VIB, die Spalten 8 bis 10 als VIII, die Spalten 11 und 12 als IB und IIB und die Spalten 13 bis 18 als IIIA bis VIIIA bezeichnet. Im alten IUPAC-System waren jedoch die Buchstaben A und B für den linken und rechten Teil der Tabelle vorgesehen, während im CAS-System die Buchstaben A und B für die Hauptgruppenelemente bzw. die Übergangselemente vorgesehen waren. (Der Ersteller der Tabelle konnte willkürlich entweder einen Groß- oder Kleinbuchstaben A oder B verwenden, was zur Verwirrung beitrug.) Außerdem wurde das alte IUPAC-System häufiger in Europa verwendet, während das CAS-System in Amerika am weitesten verbreitet war. Im neuen IUPAC-System sind die Spalten mit arabischen Ziffern von 1 bis 18 nummeriert. Diese Gruppennummern entsprechen der Anzahl der s-, p- und d-Orbitalelektronen, die seit dem letzten Edelgaselement (in Spalte 18) hinzugefügt wurden. Dies entspricht der gängigen Auslegung des Periodengesetzes, wonach die Elemente einer Gruppe ähnliche Konfigurationen der äußersten Elektronenschalen ihrer Atome aufweisen. Da die meisten chemischen Eigenschaften aus den Wechselwirkungen zwischen den Außenelektronen resultieren, lässt sich damit erklären, warum Elemente derselben Gruppe ähnliche physikalische und chemische Eigenschaften aufweisen. Leider versagt das System bei den Elementen in den ersten 3 Perioden (oder Reihen; siehe unten). Zum Beispiel hat Aluminium in der Spalte mit der Nummer 13 nur 3 Elektronen im s-, p- und d-Orbital. Dennoch hat die American Chemical Society das neue IUPAC-System übernommen.
Die horizontalen Zeilen der Tabelle werden als Perioden bezeichnet. Die Elemente einer Periode sind dadurch gekennzeichnet, dass sie die gleiche Anzahl von Elektronenschalen haben; die Anzahl der Elektronen in diesen Schalen, die der Ordnungszahl des Elements entspricht, nimmt innerhalb jeder Periode von links nach rechts zu. In jeder Periode befinden sich die leichteren Metalle auf der linken Seite, die schwereren Metalle in der Mitte und die Nichtmetalle auf der rechten Seite. Elemente an der Grenze zwischen Metallen und Nichtmetallen werden als Metalloide bezeichnet.
Die Gruppe 1 (mit einem Valenzelektron) und die Gruppe 2 (mit zwei Valenzelektronen) werden als Alkalimetalle bezeichnetAlkalimetalle,
Metalle, die in Gruppe 1 des Periodensystems zu finden sind. Im Vergleich zu anderen Metallen sind sie weich und haben niedrige Schmelzpunkte und Dichten. Alkalimetalle sind starke Reduktionsmittel und bilden einwertige Verbindungen.
….. Klicken Sie auf den Link, um weitere Informationen zu erhalten. und die ErdalkalimetalleErdalkalimetalle,
Metalle, die die Gruppe 2 des Periodensystems bilden. Im Allgemeinen sind sie weicher als die meisten anderen Metalle, reagieren leicht mit Wasser (vor allem beim Erhitzen) und sind starke Reduktionsmittel, aber sie werden in jeder dieser Eigenschaften von den
….. Klicken Sie auf den Link für weitere Informationen. . Von der Gruppe 3, die die Übergangselemente
oder Übergangsmetalle,
in der Chemie eine Gruppe von Elementen, die sich dadurch auszeichnet, dass mit zunehmender Ordnungszahl ein inneres d-Elektronen-Orbital besetzt wird,
…..>, zweigen zwei Reihen von Elementen ab. Klicken Sie auf den Link für weitere Informationen. oder Übergangsmetalle; die Elemente 57 bis 71 werden als Lanthanidenreihe bezeichnetLanthanidenreihe,
eine Reihe von metallischen Elementen, die zu den Seltenerdmetallen gehören, in Gruppe 3 des Periodensystems. Die Mitglieder der Reihe werden oft als Lanthanide bezeichnet, obwohl Lanthan (Ordnungszahl 57) nicht immer als Mitglied der Reihe angesehen wird.
….. Klicken Sie auf den Link, um weitere Informationen zu erhalten. Die Seltenen Erden und die Elemente 89 bis 103 werden als Aktinidenreihe bezeichnet Aktinidenreihe,
eine Reihe radioaktiver Metallelemente in Gruppe 3 des Periodensystems. Die Mitglieder der Reihe werden oft als Aktinide bezeichnet, obwohl Aktinium (Nr. 89) nicht immer als Mitglied der Reihe angesehen wird.
….. Klicken Sie auf den Link, um weitere Informationen zu erhalten. Eine dritte Gruppe, die Superaktiniden-Reihe (Elemente 122-153), wird außerhalb des Hauptkörpers der Tabelle vermutet, aber keines dieser Elemente wurde bisher synthetisiert oder isoliert. Die Nichtmetalle der Gruppe 17 (mit sieben Valenzelektronen) werden als Halogene
bezeichnet, d.h. alle chemisch aktiven Elemente, die in der Gruppe 17 des Periodensystems zu finden sind; der Name gilt insbesondere für Fluor (Symbol F), Chlor (Cl), Brom (Br) und Iod (I).
….. Klicken Sie auf den Link, um weitere Informationen zu erhalten. . Die Elemente, die in der letzten Spalte (Gruppe 18) gruppiert sind, haben keine Valenzelektronen und werden als Edelgase bezeichnet.
Inertgas
oder Edelgas,
eines der Elemente in Gruppe 18 des Periodensystems. In der Reihenfolge der aufsteigenden Ordnungszahl sind dies: Helium, Neon, Argon, Krypton, Xenon und Radon. Sie sind farb-, geruch- und geschmacklose Gase und galten früher als völlig inert, d. h.
….. Klicken Sie auf den Link, um weitere Informationen zu erhalten. In einer relativ einfachen Form des Periodensystems enthält jede Position den Namen und das chemische Symbol des Elements, das dieser Position zugeordnet ist, seine Ordnungszahl und sein Atomgewicht. Das Atomgewicht ist der gewichtete Durchschnitt der Massen aller natürlich vorkommenden Isotope eines chemischen Elements, im Gegensatz zur Atommasse, die die Masse jedes einzelnen Isotops ist. Obwohl die ersten Atomgewichte zu Beginn des 19. Jahrhunderts berechnet wurden,
….. Klicken Sie auf den Link, um weitere Informationen zu erhalten. (der gewichtete Durchschnitt der Massen seiner stabilen Isotope, basierend auf einer Skala, in der Kohlenstoff-12 eine Masse von 12 hat); und seine Elektronenkonfiguration, d.h. die Verteilung seiner Elektronen nach Schalen. Größere und kompliziertere Periodensystemtabellen können auch die folgenden Informationen für jedes Element enthalten: Atomdurchmesser oder -radius, übliche Wertigkeitszahlen oder Oxidationsstufen, Schmelzpunkt, Siedepunkt, Dichte, spezifische Wärme, Elastizitätsmodul, die Quantenzustände der Valenzelektronen, die Art der Kristallform, stabile und radioaktive Isotope und die Art des Magnetismus, den das Element aufweist (Paramagnetismus oder Diamagnetismus).
Bibliographie
Siehe P. W. Atkins, The Periodic Kingdom: A Journey into the Land of Chemical Elements (1997).