Das Periodensystem ist eine grafische Anordnung der chemischen Elemente, die nach ihren grundlegenden Eigenschaften in Zeilen und Spalten geordnet sind. Die Tabelle ermöglicht es Wissenschaftlern, die Beziehungen und Ähnlichkeiten zwischen den Elementen, die die Bausteine aller Materie sind, leicht zu erfassen.
Die Elemente des Periodensystems
Zum Zeitpunkt der Veröffentlichung besteht das Periodensystem aus 118 Elementen, von denen 94 natürlich auf der Erde vorkommen und der Rest synthetisch ist. Jedes Element ist in einem kleinen Block enthalten. Zu den Informationen im Block gehören der Name des Elements, sein chemisches Symbol, die Ordnungszahl und die Atommasse.
Ordnungszahl und Masse
Wenn die Tabelle von links nach rechts und von oben nach unten fortschreitet, erhöht sich die Ordnungszahl der Elemente. Die Ordnungszahl ist die Anzahl der Protonen im Atomkern. Die Tabelle zeigt auch die Atommasse, d. h. die Gesamtzahl der Neutronen und Protonen im Atomkern, gemittelt nach der relativen Häufigkeit der Isotope des Elements. Für Elemente ohne stabiles Isotop gibt die Tabelle in Klammern die Atommasse des Isotops mit der längsten Halbwertszeit an; mit anderen Worten, die stabilste Form des Elements.
Die Perioden
Die sieben Zeilen in der Tabelle repräsentieren Perioden. Jedes Element in einer einzelnen Reihe hat die gleiche Anzahl von Elektronenhüllen, die den Atomkern umgeben. Die Elemente Wasserstoff und Helium haben eine einzige Orbitalschale; Elemente in der zweiten Reihe haben zwei Orbitale und so weiter. In der siebten Periode haben Elemente eine siebte Orbitalschale.
Die Gruppen
Die 18 Spalten der Tabelle, vertikal von oben nach unten gelesen, stellen Gruppen dar. Alle Elemente einer Gruppe haben die gleiche Anzahl von Elektronen, die den Kern in der äußersten Schale umkreisen. Ausnahmen von dieser Regel sind Wasserstoff, Helium und die „Übergangselemente“, die die Gruppen 3 bis 12 besetzen. Elemente in einer Gruppe haben wichtige chemische Eigenschaften gemeinsam. Gruppe 18 umfasst beispielsweise die "inerten" oder "edlen" Gase. Gruppe 17 umfasst die fünf Halogene.
Grafische Anzeigen
Einige Periodensysteme zeigen einen Farbcode an, der den Zustand des Elements – fest, flüssig, gasförmig oder unbekannt – bei null Grad Celsius anzeigt. Grenzen können anzeigen, ob das Element natürlich (durchgezogene Grenze), nur durch radioaktiven Zerfall (gestrichelte Grenze) oder künstlich (gestrichelte Grenze) auftritt. Im Periodensystem erscheint manchmal eine einzelne dicke Linie, die die Elemente in metallisch (links) und nichtmetallisch (rechts) unterteilt.
Lanthanoide und Actiniden
Am unteren Rand des Periodensystems befinden sich zwei zusätzliche Reihen mit jeweils 14 Elementen. Die obere Reihe zeigt die Lanthinide, Elemente 58 bis 71; diese werden auch seltene erden genannt. Die untere Reihe sind die Aktiniden, die mit Element 90 beginnen und bei 103 enden; Beachten Sie jedoch, dass Elemente jenseits von 103 existieren und dem Periodensystem weiterhin hinzugefügt werden, wenn Wissenschaftler neue entdecken. Die ersten Elemente dieser beiden Reihen sind im Hauptteil des Periodensystems enthalten: Lanthan (57) und Aktinium (89).
Die Elementgruppen
Es gibt neun grundlegende Elementgruppen, die im Periodensystem gezeigt werden. Dies sind die Alkalimetalle, Erdalkalimetalle, Übergangsmetalle, andere Metalle, Halbmetalle, Nichtmetalle, Halogene, Edelgase und Seltenerdelemente.