150 Jahre Periodensystem der Elemente
Die chemischen Gesellschaften feiern dieses Jahr das Internationale Jahr des Periodensystems. Grund dafür ist der 150. Geburtstag des Periodensystems der Elemente (PSE). Die meisten dürften diese Tafel im Chemiesaal der Schule gesehen und bald danach wieder vergessen haben. Tatsächlich ist das Periodensystem für den Chemiker so etwas wie das ABC. Als Student lernt man es zunächst mühevoll auswendig, bis man irgendwann entdeckt, wie hilfreich es dabei ist, Dinge herzuleiten, die man nun nicht mehr mühevoll auswendig lernen muss.
Aus heutiger Sicht mit unseren Kenntnissen des Aufbaus der Atome ist das PSE eine Selbstverständlichkeit und ergibt sich quasi von selbst. Aber zur Zeit des Russen Dimitri Mendelejew und des Deutschen Lothar Meyer waren Atome eine bloße Hypothese und Protonen und Elektronen waren gar nicht bekannt. Es gab Beobachtungen, aus denen man auf die Existenz von Elementen im Gegensatz zu Verbindungen, die aus Elementen bestanden, geschlossen hatte. Es gab aber keine Möglichkeit, zu erklären, warum manche Elemente sich im Verhältnis 1:1, andere dagegen im Verhältnis 1:2 zu Verbindungen fügen, oder warum manche Elemente flüssig sind und andere fest, und manche leicht und manche schwer. Die beiden oben genannten Wissenschaftler suchten jedoch nach einer Systematik und stießen dabei unabhängig voneinander auf Gesetzmäßigkeiten und vergleichbare Eigenschaften. Sie ordneten die bekannten Elemente entsprechend an und das Periodensystem war geboren. Für mich eine enorme Leistung. Die chemische Welt stürzte sich allerdings nicht voller Begeisterung auf das Konzept, sondern blieb eher skeptisch. Dies scheint auch eine Gesetzmäßigkeit zu sein, unter denen neue Konzepte, Ideen, Entdeckungen usw leiden. Auch Mendelejew bestritt, dass es so etwas wie Radioaktivität geben könnte. Für ihn war ein Atom, wie schon das griechische Wort sagt, unteilbar.
Was dem PSE zum Durchbruch verhalf, war die Tatsache, dass das System Lücken aufwies und Mendelejew diese Lücken mit noch zu entdeckenden Elementen füllte. Ein Beispiel hierfür ist Germanium. Man kannte bereits Kohlenstoff, Silicium und Zinn. Aber zwischen Silicium und Zinn musste sich noch ein Element befinden. Mendelejew sprach von Ekasilicium (Eka, Sanskrit für „eins“) und sagte unter anderem das Atomgewicht, die Dichte, das Atomvolumen und spezifische Wärme sowie einige Elementverbindungen vorher. Z. B. sollte es ein Dioxid und ein Tetrachlorid geben. 1886 gelang dem Deutschen Clemens Winkler die Isolierung eines neuen Elements, das genau diese Eigenschaften aufwies. Dieses Element wurde zu Ehren des Chemikers „Germanium“ getauft.
Der Aufbau der Atome (griech. „unteilbar“) aus Atomkern mit Neutronen und Protonen und der sich darum befindlichen Elektronenhülle wurde erst rund 40 Jahre später aufgeklärt. Damit ergab sich auch eine Erklärung, warum das Periodensystem genauso aufgebaut ist, wie seinerzeit von Mendelejew und Meyer aufgestellt. Beide erfuhren nicht mehr, welche Gesetzmäßigkeiten hinter ihrer bahnbrechenden Arbeit stehen und warum das PSE genauso aussieht, wie sie es entwickelt hatten. Darum in diesem Jahr: Chapeau vor einer visionären Leistung.
