Die Geschichte des Periodensystems der Elemente

	Die Geschichte des Periodensystems
	Der Wunsch die Gesetzmäßigkeit zu finden, nach welcher sich die Materie aufbaut ist so alt wie das Wissen um die Materie selbst. Der erste Versuch dahingehend war die Charakterisierung aller Materie nach den vier Grundelementen der Antike (Erde, Feuer, Wasser und Luft), welche in ihrem Symbolcharakter auch Eigenschaften repräsentierten (Erde = kalt, trocken; Feuer = warm, trocken; Wasser = kalt, feucht; Luft = warm, feucht). Demnach sollte sich jedwede Materie aus diesen vier Elementen zusammensetzen, die eben je nach Eigenschaft des Stoffes in unterschiedlicher Konzentration vorlägen. Die Geschichte des Periodensystems beginnt jedoch erst mit der Geschichte der Chemie als Wissenschaft selber - mit den Herren Gay-Lussac und Lavoisier, welche als erste Grundlagen herausfanden, welche Eigenschaften ein chemisches Element von der Verbindung unterscheidet ...

Jahr	Wer	Beschreibung
1789	Antoine Lavoisier	Lavoisier formuliert das Gesetz von der Erhaltung der Masse (bei chemischen Reaktionen): "Nichts wird bei den Reaktionen künstlicher oder natürlicher Art geschaffen, und es kann als Axiom (= Grundsatz) angesehen werden, dass bei jeder Reaktion eine gleiche Quantität Materie vor und nach der Reaktion existiert." Damit legt er den Grundstein zur Entdeckung der Elementnatur, da sein Gesetz eine Quantität und Qualität an Stoffen fordert, die sich während einer chemischen Reaktion nicht ändern - sondern nur umlagern. Es kann also nur eine begrenzte Anzahl an Grundstoffen geben. Lavoisier selber schrieb einigen Stoffen eine solche Elementnatur zu: Sauerstoff, Kohlenstoff, Wasserstoff, Stickstoff und Chlor erkannte er folgerichtig als "nicht weiter in andere Stoffe spaltbar."
1808	John Dalton	Dalton entwickelt aufgrund Lavoisiers Erkenntnissen das erste Atommodell: "Jedes Element besteht aus kleinsten, nicht weiter zerlegbaren Atomen. Die Atome eines Elements sind stets gleicher Masse. Damit sind die Anzahl der Atome und der Elemente identisch. Diese Atome sind unzerstörbar, und können durch keinen chemischen Vorgang neu erzeugt oder vernichtet werden. In chemischen Reaktionen reagieren die Atome der Stoffe untereinander in bestimmten (stets ganzzahligen) Verhältnissen miteinander." Damit beschreibt Dalton erstmals kleinste Einheiten, die für die Eigenschaften der Elemente verantwortlich sind. Er unterscheidet klar zwischen chemischen Element und der Verbindung. Diese Erkenntnis ist eine der wichtigsten Grundlagen in der Chemie überhaupt.
1808	Joseph Louis Gay-Lussac	Gay-Lussac erkennt, das Gase immer in ganzzahligen Vielfachen ihrer Volumen miteinander reagieren. Er findet durch Experimente das Molvolumen vieler Stoffe und begründet dadurch die Vorstellung des Atomgewichts, da man mittels dieser Kenntnis auch auf die Stoffmengen fester Stoffe (in Reaktionen mit Gasen) schließen kann.
1818	Jöns Jacob Berzelius	Das Genie der chemischen Wissenschaft seiner Zeit, Berzelius, begründet ein System, welches bis heute Gültigkeit besitzt: Die Symbolschreibweise der Elemente. 1818 veröffentlicht er eine Atomgewichtstabelle mit den damals bekannten Elementen, welche auf den Grundlagen der daltonschen Atomlehre und den Erkenntnissen Gay-Lussacs über die konstanten Stoffmengen in den chemischen Reaktionen beruht. Mit Berzelius ist also der Elementbegriff endgültig forciert. Berzelius erkannte folgerichtig, dass jedes chemische Element eine spezifische Masse hat, die einer bestimmten Anzahl kleinster Teilchen entspricht. Die Atommassen der nunmehr bekannten Elemente (1808 waren es immerhin 42 der 82 in größeren Mengen natürlich vorkommenden) gaben den Wissenschaftlern des 19. Jahrhunderts eine erste Möglichkeit zur Ordnung der Elemente - gleichwohl noch ohne erkennen zu können, wieviele Elemente es tatsächlich geben kann.
1829	Johann Wolfgang Döbereiner	Veröffentlichung der Arbeit "Versuch zu einer Gruppierung der elementaren Stoffe nach ihrer Analogie" (Triadenlehre) Er fasste dabei 30 (der damals 53 bekannten) Elemente in Dreierblöcken zusammen, die sich chemisch jeweils besonders ähnlich waren, und erkannte einen Zusammenhang in den Atomgewichten der einzelnen Triadenmitgliedern: Das Atomgewicht des mittleren entsprach ungefähr dem Mittelwert der Atomgewichte des leichtesten und des schwersten der drei Elemente. Er entdeckte dabei 10 der 18 Haupt- und Nebengruppen
1829	Johann Wolfgang Döbereiner
1830-60		Viele Chemiker unternehmen erfolglose Versuche, in der Systematik der Elemente eine grundlegende Ordnung zu erkennen. Außer dem Atomgewicht als bisher fundamentalste Größe und einer noch undefinierten Periodizität machen sie jedoch keine wesentlichen Fortschritte.
1866	John Alexander R. Newlands	Zunächst verhöhnt und verspottet wurde John Alexander Reina Newlands für seinen Vergleich der Periodizität der Elemente mit den Oktaven in der Musik. Gleich der Tonleiter beschrieb er auch bei den Elementen seine sich wiederholende Harmonie nach jeweils acht Elementen. Da die Edelgase zu diesem Zeitpunkt noch unbekannt waren, traf dieser Vergleich - zumindest für die ersten zwanzig Elemente - auch tatsächlich zu.
1869	Dmitri Ivanowitsch Mendeleev	Der Durchbruch zu einer echten Ordnung gelang alsdann Mendeleev und Lothar Meyer, wobei ersterer sein Periodisches System der Elemente 1869 veröffentlichte. Anstatt wie seine Vorgänger die Ordnung der Elemente (siehe Oktaven Newlands) fälschlicherweise als komplett zu betrachten, bzw. in der Reihenfolge der Elemente streng nach den Atommassen zu gehen, ließ Mendeleev in weiser Voraussicht Plätze frei, bzw. tauschte Elemente aus, wenn es die chemischen Eigenschaften forderten (z.B. Tellur und Iod; ersteres ist schwerer als letzteres, jedoch seinen chemischen Eigenschaften nach eindeutig dem Selen und Schwefel ähnlich, und eben nicht dem Chlor und Brom). In den folgenden Jahren wurden dann auch die Elemente, welche er vorhergesagt hatte, entdeckt.
1870	Julius Lothar Meyer	Zu einem fast identischen Resultat wie Mendeleev kam auch der deutsche Chemiker Julius Lothar Meyer, welcher zeitgleich mit ihm eine Ordnung der Elemente fand. Obgleich Meyer mit seinen Arbeiten schon 1864 begann, veröffentlichte er sie erst ein Jahr nach Mendeleev. Trotzdem gebührt auch ihm der gleiche Ruhm bezüglich der Auffindung des Periodensystems.
1923	Henry Moseley	Nach der Entdeckung der Roentgenstrahlung durch Konrad Roentgen, fand Henry Moseley die wirklich fundamentale Größe der Elemente-Ordnung auf: Er fand einen Zusammenhang zwischen der Brechung von Roentgenstrahlung und der Protonenzahl eines Atomkerns, so dass es ihm möglich wurde, anhand roentgenspektroskopischer Untersuchungen auf die Protonenzahl zu schließen. Erst mit dieser Entdeckung bestätigten sich die Periodensysteme von Mendeleev und Meyer endgültig; um beim obigen Beispiel zu bleiben: Die Einordnung von Tellur vor Iod bestätigte sich, da ersteres 52 Protonen, letzteres 53 Protonen hat. Die Protonenzahl ist seitdem als fundamentalste Größe eines Elements anerkannt: Jedes Element hat unterschiedlich viele Protonen, wohingegen es in der Neutronenzahl Unterschiede geben kann. Da Elemente zumeist Gemische aus solch unterschiedlichen Kernen darstellen, sind die Atommassen auch nicht ganzzahlig.
1923 bis 1945
1945	Glenn T. Seaborg	Nachdem die Elemente Neptunium und Plutonium künstlich dargestellt wurden, erkannte Glenn T. Seaborg, dass die Elemente Actinium bis Uran keine schweren Homologen der Elemente Lutetium bis Wolfram sein konnten, sondern in Wahrheit einer den Lanthanoiden analogen Gruppe mit weiteren, noch unbekannten Elementen zusammengefasst dargestellt werden müssen. Er bezeichnte diese Gruppe analog den Lanthanoiden als Actinoide.
seit 1945
Während die Reihenfolge der Elemente und die Abfolge der einzelnen Perioden heute unstrittig ist, gilt es dennoch einige Ungereimtheiten zu beseitigen. Der Autor dieses Software-PSE´s hat sich dieser Aufgabe angenommen, und die Elemente - in der Fortführung der Denkweise Mendeleevs - nicht mehr streng nach den Orbitalen, sondern unter Berücksichtigung der chemischen Eigenschaften geordnet dargestellt: Somit steht der Wasserstoff nicht mehr länger in der ersten Hauptgruppe, sondern ist mit dem "Edelgas" Helium zusammen in einer eigenen Gruppe zu finden. Die Elemente Lutetium und Lawrwencium werden ihren Orbitalen und Eigenschaften nach als Homologe von Scandium und Yttrium angesehen (anstelle von Lanthan und Actinium, die nun im f-Block zu finden sind).