Wie ist das Periodensystem heute organisiert?

Das Periodensystem ist eines der wertvollsten Werkzeuge für Chemiker und andere Wissenschaftler, da es die chemischen Elemente auf nützliche Weise ordnet. Wenn Sie erst einmal verstanden haben, wie das moderne Periodensystem aufgebaut ist, können Sie viel mehr tun, als nur Elementfakten wie Ordnungszahlen und Symbole nachzuschlagen.

Diagrammorganisation

Durch die Organisation des Periodensystems können Sie die Eigenschaften der Elemente anhand ihrer Position im Diagramm vorhersagen. So funktioniert das:

• Elemente werden in numerischer Reihenfolge nach Ordnungszahl aufgelistet. Die Ordnungszahl ist die Anzahl der Protonen in einem Atom dieses Elements. Element Nummer 1 (Wasserstoff) ist also das erste Element. Jedes Wasserstoffatom hat 1 Proton. Bis ein neues Element entdeckt wird, hat das letzte Element in der Tabelle die Elementnummer 118. Jedes Atom des Elements 118 hat 118 Protonen. Dies ist der größte Unterschied zwischen dem heutigen Periodensystem und dem Mendeleevschen Periodensystem. Die ursprüngliche Tabelle ordnete die Elemente nach zunehmendem Atomgewicht.
• Jede horizontale Zeile im Periodensystem wird als Periode bezeichnet. Es gibt sieben Perioden im Periodensystem. Elemente in der gleichen Periode haben alle das gleiche Energieniveau im Elektronengrundzustand. Wenn Sie sich über einen Zeitraum von links nach rechts bewegen, wechseln Elemente von der Anzeige von Metalleigenschaften zu nichtmetallischen Eigenschaften.
• Jede vertikale Spalte im Periodensystem wird als Gruppe bezeichnet. Elemente, die zu einer der 18 Gruppen gehören, haben ähnliche Eigenschaften. Atome jedes Elements innerhalb einer Gruppe haben die gleiche Anzahl von Elektronen in ihrer äußersten Elektronenhülle. Beispielsweise haben alle Elemente der Halogengruppe eine Wertigkeit von -1 und sind hochreaktiv.
• Unterhalb des Hauptteils des Periodensystems befinden sich zwei Elementreihen. Sie werden dorthin gebracht, weil dort kein Platz war, um sie dorthin zu bringen, wo sie hingehen sollten. Diese Elementreihen, die Lanthaniden und Actiniden, sind spezielle Übergangsmetalle. Die obere Reihe gehört zu Periode 6, während die untere Reihe zu Periode 7 gehört.
• Jedes Element hat seine Kachel oder Zelle im Periodensystem. Die genauen Informationen für das Element variieren, es gibt jedoch immer die Ordnungszahl, das Symbol für das Element und das Atomgewicht. Das Elementsymbol ist eine Kurzschreibweise, die entweder aus einem Großbuchstaben oder einem Großbuchstaben und einem Kleinbuchstaben besteht. Die Ausnahme bilden die Elemente ganz am Ende des Periodensystems, die Platzhalternamen (bis sie offiziell entdeckt und benannt werden) und dreistellige Symbole enthalten.
• Die beiden Haupttypen von Elementen sind Metalle und Nichtmetalle. Es gibt auch Elemente mit Eigenschaften zwischen Metallen und Nichtmetallen. Diese Elemente werden als Metalloide oder Halbmetalle bezeichnet. Beispiele für Gruppen von Elementen, die Metalle sind, umfassen Alkalimetalle, Erdalkalimetalle, basische Metalle und Übergangsmetalle. Beispiele für Elementgruppen, die Nichtmetalle sind, sind (natürlich) die Nichtmetalle, die Halogene und die Edelgase.

Eigenschaften vorhersagen

Auch wenn Sie nichts über ein bestimmtes Element wissen, können Sie anhand seiner Position auf dem Tisch und seiner Beziehung zu Ihnen vertrauten Elementen Vorhersagen darüber treffen. Beispielsweise wissen Sie vielleicht nichts über das Element Osmium, aber wenn Sie sich seine Position auf dem Periodensystem ansehen, werden Sie feststellen, dass es sich in derselben Gruppe (Spalte) wie Eisen befindet. Dies bedeutet, dass die beiden Elemente einige gemeinsame Eigenschaften haben. Sie wissen, dass Eisen ein dichtes, hartes Metall ist. Man kann vorhersagen, dass Osmium auch ein dichtes, hartes Metall ist.

Wenn Sie Fortschritte in der Chemie machen, gibt es andere Trends im Periodensystem, die Sie kennen müssen:

• Der Atomradius und der Ionenradius erhöhen sich, wenn Sie sich in einer Gruppe nach unten bewegen, verringern sich jedoch, wenn Sie sich über eine Periode bewegen.
• Die Elektronenaffinität nimmt ab, wenn Sie sich in einer Gruppe nach unten bewegen, nimmt jedoch zu, wenn Sie sich über einen Zeitraum bewegen, bis Sie zur letzten Spalte gelangen. Die Elemente dieser Gruppe, die Edelgase, haben praktisch keine Elektronenaffinität.
• Die zugehörige Eigenschaft, die Elektronegativität, nimmt im Verlauf einer Periode ab und nimmt zu. Edelgase haben praktisch keine Elektronegativität und Elektronenaffinität, da sie vollständige äußere Elektronenhüllen haben.
• Die Ionisierungsenergie nimmt ab, wenn Sie sich in einer Gruppe nach unten bewegen, nimmt jedoch im Verlauf einer Periode zu.
• Elemente mit dem höchsten Metallcharakter befinden sich links unten im Periodensystem. Elemente mit dem am wenigsten metallischen Charakter (am wenigsten metallisch) befinden sich oben rechts in der Tabelle.