Wien – 2019 wird für die Wissenschaft ein besonderes Jahr. Nicht nur die Mondlandung begeht ihr 50-jähriges Jubiläum, auch das Periodensystem der chemischen Elemente feiert einen runden Geburtstag: Vor 150 Jahren entdeckten – unabhängig voneinander – der russische Chemiker Dmitri Mendelejew und sein deutscher Kollege Julius Lothar einen systematischen Zusammenhang zwischen Atommasse und chemischen Eigenschaften der Elemente. Das Resultat aus dieser Erkenntnis war das "Periodensystem der Elemente". Zur Feier des Geburtstags dieser epochalen Übersicht erklärte die UNESCO 2019 zum Internationalen Jahr des Periodensystems.

"Es ist ein einzigartiges Werkzeug, mit dem Chemiker das Vorkommen, das Erscheinungsbild und die Eigenschaften der Materie auf der Erde und dem Rest des Universums vorhersagen können", hieß es von der UN-Organisation für Erziehung, Wissenschaft und Kultur (UNESCO). Damit behalten sie auch die Übersicht über die mittlerweile 118 Elemente – von Wasserstoff mit der Ordnungszahl 1 bis zu Oganesson mit der Ordnungszahl 118. Diese sind nach der Anzahl ihrer positiven Teilchen (Protonen) im Atomkern durchnummeriert.

Gruppen und Perioden

Die Elemente sind im Periodensystem in Gruppen (senkrechte Spalten) und Perioden (waagrechte Zeilen) angeordnet. Die Mitglieder einer Gruppe haben alle gleich viele negativ geladene Teilchen (Elektronen) in ihrer äußersten Schale und somit ähnliche chemische Eigenschaften. Die Mitglieder einer Periode haben alle gleich viele Elektronenschalen. Zusätzlich unterscheidet das Periodensystem Metalle, Halbmetalle und Nichtmetalle und gibt unter anderem Auskunft über Atomgewicht, die Elektronenkonfiguration und ob ein Element radioaktiv ist oder nicht.

Tüftler haben auch zusätzliche Beziehungen der Elemente je nach ihrer Anordnung im Periodensystem entdeckt. So fand etwa der südafrikanische Chemiker Michael Laing bei den Metallen heraus, dass so manch eines ähnliche Eigenschaften hat wie jenes eine Periode höher und zwei Gruppen nach rechts. Er nannte diesen Zusammenhang analog zu den Bewegungsmöglichkeiten der Schachfigur "Springer-Beziehung".

Künstliche Elemente

Das Periodensystem wird immer wieder aktualisiert. So gab es etwa erst am 1. Dezember ein Update mit überarbeiteten Atomgewichten, vor allem bei Argon. Das wohl neueste Element ist Tenness (Ordnungszahl 117), das im Jahr 2010 im Kernforschungszentrum Dubna bei Moskau künstlich erzeugt wurde. Wie alle Neuzugänge der vergangenen Jahrzehnte kommt es auf der Erde nicht natürlich vor, kann nur im Labor hergestellt werden und zerfällt innerhalb von Millisekunden wieder. In der Natur kommen nur die Elemente mit der Ordnungszahl 1 bis 94 vor, wobei 83 davon schon bei der Entstehung der Erde existierten und elf aus dem natürlichen Zerfall der 83 Elemente gebildet wurden und werden.

Offiziell eröffnet wird das Internationale Jahr des Periodensystems der chemischen Elemente von der UNESCO am 29. Jänner in Paris. (APA, red, 20.12.2018)