Mendelejew und das Periodensystem: Eigenschaften und Bindungen

Mendelejews Kriterien zur Anordnung der Elemente

Mendelejew suchte nach einem System, das die Elemente anhand der Eigenschaften ihrer einfachen Substanzen miteinander verbinden würde. Er ordnete sie nach aufsteigendem Atomgewicht, von Wasserstoff bis Uran, um sicherzustellen, dass Elemente mit ähnlichen Eigenschaften in derselben Spalte blieben.

Nachteile und Lösungen

Mendelejew stellte fest, dass einige Elemente nicht in die Tabelle passten. Er ließ Leerstellen ('Löcher') für noch unentdeckte Elemente, um die bekannten Elemente nach ihren Eigenschaften richtig zu positionieren. Er war überzeugt, dass diese Lücken durch noch unentdeckte Elemente gefüllt werden würden.

Anerkennung seiner Arbeit

Obwohl die wissenschaftliche Welt 1869 skeptisch gegenüber seinen Vorhersagen war, wurde Mendelejews Arbeit bald anerkannt.

Das aktuelle Periodensystem

Im aktuellen Periodensystem sind die Elemente nach steigender Ordnungszahl angeordnet, sodass Elemente mit ähnlichen Eigenschaften in derselben Spalte stehen. Die Ordnungszahl jedes Elements unterscheidet sich von der des vorherigen.

Periodische Eigenschaften

Periodische Eigenschaften sind Eigenschaften, die sich in regelmäßigen Abständen entlang des Periodensystems verändern.

Atomradius

Der Atomradius ist der Abstand vom Zentrum des Atomkerns zur äußersten Energieebene. Er wird experimentell durch den Abstand zwischen zwei benachbarten identischen Atomkernen bestimmt. Innerhalb einer Gruppe nimmt der Atomradius von oben nach unten zu, und innerhalb einer Periode nimmt er von links nach rechts ab.

Ionisationsenergie (IE)

Die Ionisationsenergie ist die Energie, die benötigt wird, um ein Ion zu bilden, insbesondere ein Kation. Sie ist die Energie, die benötigt wird, um einem einzelnen Atom eines Elements im Grundzustand ein Elektron zu entreißen. Die IE nimmt innerhalb einer Gruppe von oben nach unten ab und innerhalb einer Periode von links nach rechts zu, wobei sie für jedes Edelgas ihren Maximalwert erreicht.

Elektronegativität

Die Elektronegativität misst die Tendenz eines Atoms, Elektronen an sich zu ziehen. Innerhalb einer Gruppe nimmt sie von oben nach unten ab, und innerhalb einer Periode nimmt sie von links nach rechts zu.

Chemische Bindungen

Ionenbindungen

Ionenbindungen entstehen zwischen Elementen mit einem deutlichen Unterschied in der Elektronegativität, typischerweise zwischen einem Metall und einem Nichtmetall. Als Faustregel gilt: Wenn die Differenz der Elektronegativitätswerte zwischen zwei Elementen größer als 1,7 ist, ist die Bindung ionisch, bei niedrigeren Werten kovalent.

Kovalente Bindungen

Kovalente Bindungen entstehen, wenn die Unterschiede in den Elektronegativitäten weniger ausgeprägt sind, typischerweise zwischen Nichtmetallen.

Metallbindungen

Metallbindungen treten in allen Metallen auf. Sie bilden sehr stabile Metallgitter, in denen Kationen in Schichten angeordnet sind, die von einem Meer von Elektronen umgeben sind, die sich ständig bewegen. Metalle sind duktil (können zu dünnen Fäden oder Drähten geformt werden) und formbar (können dünne Bleche oder Platten bilden). Sie sind ausgezeichnete Leiter von Strom und Wärme.