Das Periodensystem ist eine tabellarische Anordnung der chemischen Elemente durch Erhöhen der Ordnungszahl, die die Elemente anzeigt, so dass man Trends in ihren Eigenschaften sehen kann. Dem russischen Wissenschaftler Dmitri Mendeleev wird am häufigsten die Erfindung des Periodensystems (1869) zugeschrieben, von dem das moderne System abgeleitet ist. Obwohl Mendeleevs Tabelle die Elemente nach zunehmendem Atomgewicht und nicht nach Ordnungszahl ordnete, zeigte seine Tabelle wiederkehrende Trends oder Periodizität der Elementeigenschaften.
Auch bekannt als: Periodensystem, Periodensystem der Elemente, Periodensystem der chemischen Elemente
Die Struktur des Periodensystems ermöglicht es, Beziehungen zwischen Elementen auf einen Blick zu erkennen und Eigenschaften von unbekannten, neu entdeckten oder unentdeckten Elementen vorherzusagen.
Perioden
Das Periodensystem besteht aus sieben Zeilen, die als Perioden bezeichnet werden. Die Ordnungszahl der Elemente steigt über einen Zeitraum von links nach rechts. Elemente auf der linken Seite einer Periode sind Metalle, während die auf der rechten Seite Nichtmetalle sind.
Gruppen
Die Spalten der Elemente werden als Gruppen oder Familien bezeichnet. Die Gruppen sind von 1 (die Alkalimetalle) bis 18 (die Edelgase) nummeriert. Elemente innerhalb einer Gruppe zeigen ein Muster in Bezug auf Atomradius, Elektronegativität und Ionisierungsenergie. Der Atomradius nimmt zu, während sich aufeinanderfolgende Elemente in einer Gruppe nach unten bewegen und ein Elektronenenergieniveau erreichen. Die Elektronegativität nimmt in einer Gruppe ab, da durch Hinzufügen einer Elektronenhülle die Valenzelektronen weiter vom Kern entfernt werden. Elemente, die sich in einer Gruppe bewegen, weisen nacheinander niedrigere Ionisierungsenergien auf, da es einfacher wird, ein Elektron aus der äußersten Schale zu entfernen.
Blöcke
Blöcke sind Abschnitte des Periodensystems, die die äußere Elektronenunterschale des Atoms anzeigen. Der s-Block enthält die ersten beiden Gruppen (die Alkalimetalle und die Erdalkalimetalle), Wasserstoff und Helium. Der p-Block enthält die Gruppen 13 bis 18. Der d-Block enthält die Gruppen 3 bis 12, die Übergangsmetalle sind. Der f-Block besteht aus den beiden Perioden unter dem Hauptteil des Periodensystems (den Lanthanoiden und Actinoiden)..
Die drei Hauptkategorien von Elementen sind Metalle, Metalloide oder Halbmetalle und Nichtmetalle. Der metallische Charakter ist in der unteren linken Ecke des Periodensystems am höchsten, während sich die meisten nichtmetallischen Elemente in der oberen rechten Ecke befinden.
Die meisten chemischen Elemente sind Metalle. Metalle sind in der Regel glänzend (metallischer Glanz), hart, leitfähig und können Legierungen bilden. Nichtmetalle sind in der Regel weich, gefärbt, isolierend und können mit Metallen Verbindungen eingehen. Metalloide weisen Eigenschaften auf, die zwischen denen von Metallen und Nichtmetallen liegen. Auf der rechten Seite des Periodensystems gehen die Metalle in Nichtmetalle über. Es gibt eine grobe Treppe, die von Bor über Silizium, Germanium, Arsen, Antimon, Tellur und Polonium bis zu den Metalloiden führt. Chemiker klassifizieren jedoch zunehmend andere Elemente als Metalloide, einschließlich Kohlenstoff, Phosphor, Gallium und andere.
Dmitri Mendeleev und Julius Lothar Meyer veröffentlichten 1869 bzw. 1870 unabhängig voneinander Periodensysteme. Meyer hatte jedoch bereits 1864 eine frühere Version veröffentlicht. Sowohl Mendeleev als auch Meyer organisierten Elemente durch Erhöhen des Atomgewichts und organisierten Elemente nach sich wiederholenden Merkmalen.
Mehrere andere frühere Tische wurden hergestellt. Antoine Lavoisier organisierte 1789 Elemente in Metalle, Nichtmetalle und Gase. 1862 veröffentlichte Alexandre-Emile Béguyer de Chancourtois ein Periodensystem mit der Bezeichnung Tellur-Helix oder Schraube. Diese Tabelle war wahrscheinlich die erste, die Elemente nach periodischen Eigenschaften geordnet hat.