Was ist in der Chemie das Periodengesetz?
Das Periodengesetz ist eine der Grundlagen der Chemie. Das Gesetz legt nahe, dass Elemente, wenn sie nach Atomgewicht geordnet sind, dazu neigen, ähnliche Eigenschaften in bestimmten Abständen voneinander zu haben. Der Verdienst für die Formalisierung des periodischen Gesetzes geht fast immer an den russischen Chemiker Dmitri Mendelejew. In Wahrheit war die Entdeckung das Ergebnis von fast einem Jahrhundert hektischer Arbeit einer Vielzahl von Wissenschaftlern, die alle davon besessen waren, die Eigenschaften zu bestimmen und sogar ihre eigenen Elemente zu entdecken. Das moderne Periodensystem, ein Grundnahrungsmittel in jedem Wissenschaftsraum der Schule, ist eine immer wieder verfeinerte und neu organisierte Version von Mendelejews Originalchart.
Während des 18. und 19. Jahrhunderts tauchte jede Woche ein neues Element auf. Mit fortschrittlichen chemischen Methoden, die eine bessere Untersuchung winziger Substanzen ermöglichten, wurde die Suche nach den Elementen für viele der größten Wissenschaftler der Zeit zu einer unendlichen Jagd. Mit einer solchen Fülle von Elementen, die entdeckt und beschrieben wurden, wurde es bald zur Hauptaufgabe vieler, die Elemente in einer Liste zu organisieren, die einen rationalen Sinn ergab.
Elemente werden hauptsächlich durch einige definierende Merkmale beschrieben: die Anzahl der Protonen im Kern, von denen die Ordnungszahl abgeleitet wird, Berechnungen der Masse, die das Atomgewicht definiert, und Verhalten. Es wurden viele verschiedene Versuche unternommen, um die Elemente so anzuordnen, dass einer dieser Faktoren auf sinnvolle Weise in eine Reihe gebracht wurde, aber jedes Mal, wenn ein Teil in Ordnung gebracht wurde, gerieten die anderen in Unordnung. Das periodische Gesetz, eine Theorie, die unterschiedliche Informationen in einer aufgeräumten Tabelle zusammenfasste, schien unerreichbar.
Obwohl Mendeleyev das moderne Periodensystem und das Zusammenziehen aller Fäden, die das Periodensystem bilden, zu Recht verdient, war er keineswegs der erste, der es versuchte. John Newlands, ein englischer Chemiker, bemerkte die Tendenz von Elementen, ein ähnliches Verhalten zu zeigen, wenn sie nach Atomgewicht aufgereiht sind; Bemerkenswert ist, dass alle 8 Intervalle eine unheimliche Ähnlichkeit auftrat. Seine „Theorie der Oktaven“ verglich Elemente mit den Tasten eines Klaviers, bei dem alle acht Tasten eine Wiederholungsgruppe bilden. Ein französischer Wissenschaftler, Alexandre-Emile Béguyer de Chancourtois, bemerkte ebenfalls die Wiederholungseigenschaften und entwarf einen Tisch, der Elemente in einer Helixform anordnete. Die Arbeit beider Männer wurde von der wissenschaftlichen Gemeinschaft weitgehend ignoriert, und Newlands wurde oft für seinen Vergleich verspottet.
Mendeleyevs Tabelle illustrierte das periodische Gesetz auf einen Blick, indem sie die Elemente horizontal nach Atomgewicht und vertikal nach ähnlichen Eigenschaften ausrichtete. So bilden die Alkalimetalle von Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium, Caeseum und Francium eine geordnete Reihe auf der linken Seite der Tabelle, während sie alle in der Reihenfolge des Atomgewichts verbleiben. Da zum Zeitpunkt der Tabellenbildung nicht alle Elemente entdeckt wurden, beließ Mendeleyev laut seiner Theorie lediglich Leerzeichen in der Tabelle für die Elemente, die hineinpassen sollten.
Das Periodengesetz gab Einblick in ein Organisationssystem innerhalb der Chemie, das bisher nur vermutet worden war. Mendelejew machte auf einen Blick klar, welche Elemente bestimmte Eigenschaften gemeinsam hatten, indem er die Organisation der Elemente nach dem Periodengesetz in eine übersichtliche Tabelle umwandelte. Obwohl der Tisch später vom britischen Physiker John Moseley umgebaut und neu organisiert wurde, bleiben die Schlussfolgerungen und die Theorie von Mendeleyev mehr als ein Jahrhundert nach seinem Tod weitgehend unangefochten.