Das Periodensystem der Elemente (PSE)

Das heute gebräuchliche Periodensystem der Elemente (PSE) entwickelte sich aus den ersten Entwürfen von Dimitri Mendelejew und Lothar Meyer (1869). Durch die Anordnung werden Elemente mit ähnlichen chemischen Eigenschaften gruppiert.

Arbeitsmittel

Grundlagen

Das PSE ist nach steigender Ordnungszahl (Protonenzahl) der Elemente gereiht. Weiters wird bei der Anordnung der Bau der Elektronenhülle der Atome berücksichtigt. Die Elemente werden mit international gültigen Elementsymbolen abgekürzt, wie zum Beispiel N für Stickstoff.

Das Periodensystem der Elemente
Das Periodensystem der Elemente

Genauere Informationen zu den Elementen findest du im interaktiven Periodensystem.

Elementsymbole

Bereits im frühen Mittelalter hat man für chemische Elemente Symbole entwickelt, um Versuche und deren Ergebnisse zu notieren. Im Laufe der Jahrhunderte machte man sich viele Gedanken zur vereinfachten Darstellung von Elementen.

Auch John Dalton (um 1800) hatte sich für jedes Element ein Symbol überlegt – Verbindungen stellte er als Kombinationen dieser Elementsymbole dar. Dieses System wurde aber rasch sehr kompliziert und unübersichtlich.

Aufzeichnung der Symbole die Dalton verwendet hat um die Elemente darzustellen
Symbolsprache nach Dalton

Mit der Entstehung der modernen Chemie und dem Austausch von Informationen mit anderen Ländern hat man eine international anerkannte Symbolsprache festgelegt. Wie im Periodensystem der Elemente ersichtlich, wird heute jedes chemische Element mit einem international gültigen Symbol abgekürzt, welches aus einem oder zwei Buchstaben besteht. Dabei wird der erste Buchstabe immer groß, der zweite (falls vorhanden) immer klein geschrieben. Diese Symbole leiten sich zumeist aus den lateinischen oder griechischen Namen der Elemente ab.

SymbolBezeichnungHerkunft
HWasserstoffhydrogenium (griech.)
CKohlenstoffcarbo (lat.)
NStickstoffnitrogenium (griech.)
OSauerstoffoxygenium (griech.)
SSchwefelsulfur (lat.)
FeEisenferrum (lat.)
AgSilberargentum (lat.)
AuGoldaurum (lat.)

Durch diese Schreibweise können einzelne Elemente (z. B. Co für Cobalt) und auch Verbindungen (z. B. CO für Kohlenstoffmonoxid, eine Verbindung aus Kohlenstoff und Sauerstoff) eindeutig dargestellt werden. Eine tiefgestellte Zahl nach dem Elementsymbol (Index) zeigt die Anzahl gleicher Atome in einer Verbindung (z. B. O2 für zwei verbundene Sauerstoffatome).

Die Symbolschreibweise von Wasser H2O
Symbolschreibweise einer Verbindung (hier: Wasser)

Zeilen = Perioden = Schalen

Jede Zeile (auch Periode genannt) entspricht dabei einer Schale der Atomhülle. Innerhalb einer Periode nimmt die Zahl der Protonen zu (z. B. Kohlenstoff C: 6p+, Stickstoff N: 7p+).

Farblich hervorgehobene fünfte Zeile im Periodensystem.
Die Zeilen werden als Perioden bezeichnet und entsprechen der Anzahl der Schalen

Beachte
Da im Periodensystem ungeladene Atome dargestellt sind, entspricht die Zahl der Elektronen immer der Anzahl der Protonen (z. B. Kohlenstoff C: 6p+ und 6e-).

Spalten = Gruppen

Die Elemente in einer Spalte (auch Gruppe genannt) haben ähnliche chemische Eigenschaften. Daher tragen die Gruppen im Periodensystem eigene Namen, die einen Hinweis auf gemeinsame Eigenschaften geben können. Die erste Gruppe bezeichnet man (mit Ausnahme von Wasserstoff) als Alkalimetalle, die 2. Gruppe umfasst die Erdalkalimetalle. Die Halogene (17. Gruppe) und Edelgase (18. Gruppe) sind wichtige Vertreter der Nichtmetalle.

Farblich hervorgehobene zweite Spalte im Periodensystem.
Die Spalten im PSE werden als Gruppen bezeichnet

Früher hat man die Gruppen 1, 2, 13, 14, 15, 16, 17 und 18 als Hauptgruppen bezeichnet, die Gruppen 3 bis 12 als Nebengruppen. Diese Unterscheidung ist aber nach wie vor hilfreich. Die Nummer der Hauptgruppe entspricht der Zahl der Außenelektronen der Elemente in dieser Gruppe. So ist Sauerstoff zum Beispiel in der 6. Hauptgruppe und hat daher 6 Außenelektronen.

Weitere Informationen im PSE

Zusätzlich beinhalten Periodensysteme noch weitere Informationen zu den Elementen.

Da bei einem Element unterschiedliche Atomtypen (Isotope) mit unterschiedlichen Atommassen vorliegen, ist die durchschnittliche Atommasse als Kommazahl angeführt. Diese Zahl stellt einen Durchschnittswert der Atommassen aller Isotope eines Elements dar. Bei der Ermittlung des Wertes wird auch berücksichtigt, in welcher Menge die jeweiligen Atome auftreten. Elemente, bei denen ein Isotop stark überwiegt, haben daher einen nahezu ganzzahligen Wert (z. B. 22,99 u).

Zusatzinformationen des Elements Natrium. Ordnungszahl: 11, Symbol: Na, Name: Natrium, Atomgeweicht: 22.99, Elektronegativität: 0.93, Schmelzpunkt: 371 Kelvin, Siedepunkt: 1156 Kelvin, Elektronenanzahl in den Schalen: 11
Zusatzinformationen zum Element Natrium

Elemente ohne stabile Form werden mit einem Symbol für Radioaktivität markiert. Im SchuBu-Periodensystem verwenden wir das Zeichen ☢ zur Kennzeichnung von radioaktiven Elementen.

Zusatzinformationen des Elements Radium. Ordnungszahl: 88, Symbol: Ra, Name: Radium, Atomgeweicht: 226.03, Elektronegativität: 0.9, Schmelzpunkt: 973 Kelvin, Siedepunkt: 2010 Kelvin, Elektronenanzahl in den Schalen: 88
Zusatzinformationen zum Element Radium
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