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Chemie: Risse im Periodensystem

Seit Mendelejew vor 150 Jahren das Periodensystem der Elemente aufstellte, enthielt es Lücken. Erst kürzlich konnten Physiker die letzten davon schließen. Doch mit seiner Vollendung scheint das berühmte Schema ironischerweise einen Teil seiner Vorhersagekraft zu verloren zu haben.
Periodensystem

Vor vier Jahren berichteten Jurij Oganessian und seine Mitarbeiter am Vereinigten Institut für Kernforschung in Dubna nahe Moskau über die Synthese der ersten Atomkerne von Element 117. Vorläufig mit lateinischen Zahlen als Ununseptium (Uus) bezeichnet, hat es noch keinen richtigen Namen; denn vor der Taufe eines neuen Elements muss es nach altem Brauch zunächst unabhängig bestätigt werden. Das gelang für Uus vor wenigen Monaten am Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung (GSI) in Darmstadt. Damit ist demnächst mit der offiziellen Anerkennung und Namensgebung zu rechnen. Vor 2010 waren schon alle Elemente bis einschließlich 116 sowie die Nummer 118 entdeckt worden. Das Periodensystem ist nun also erstmals in seiner Geschichte vollständig in dem Sinn, dass alle Reihen lückenlos bis zum letzten Platz gefüllt sind. Das gilt zumindest so lange, bis Kernphysiker eventuell noch schwerere Elemente synthetisieren und damit eine weitere Reihe eröffnen

Als Dmitrij Iwanowitsch Mendelejew – ebenfalls ein Russe – und andere die Tabelle in den 1860er Jahren schufen, bildete sie das erste große Schema, in dem sich alle damals bekannten Elemente geordnet nach Masse und chemischen Eigenschaften unterbringen ließen. Allerdings mussten einige Positionen leer bleiben, und Mendelejew prophezeite kühn, dass eines Tages neue Elemente entdeckt würden, die genau dort hineinpassten. Tatsächlich wurden mit der Zeit immer mehr Lücken geschlossen. Später erzeugten Kernphysiker außerdem künstliche Elemente jenseits des Urans und ergänzten so die unterste Reihe – in der Element 117 schließlich den letzten noch freien Platz besetzte.

Mendelejew hätte sicher seine Freude an dem geschlossenen Erscheinungsbild, das seine Tabelle nun bietet. Etwas trübt allerdings seinen Triumph. Es ist ein Makel, der sich bei den letzten Einträgen immer deutlicher gezeigt hat. Fatalerweise droht er das Konstruktionsprinzip selbst, welches dem Schema zu Grunde liegt, in Frage zu stellen – betrifft er doch jene elementare Eigenschaft, der es seinen Namen verdankt: die sich periodisch wiederholenden Muster. …

August 2014

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft August 2014

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In dieser Ausgabe widmen wir uns Multitasking, dem Periodensystem und der Nordsee.

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  • Quellen

Pyykkö, P.: A Suggested Periodic Table up to Z≤172, Based on Dirac-Fock Calculations on Atoms and Ions. In: Physical Chemistry Chemical Physics 13, S. 161 - 168, 2011

Scerri, E.: A very Short Introduction to the Periodic Table. Oxford University Press, 2011

Scerri, E.: The Periodic Table, its Story and its Significance. Oxford University Press, 2007