Zahlwort

Heute ist bekannt, warum sich die chemischen Elemente in einer gewissen Ordnung in Form eines Periodensystems aufschreiben lassen. Weil die chemischen Eigenschaften im wesentlichen von den Elektronen abhängen, bei gleicher äußerer Konfiguration ähnliche Eigenschaften auftreten und sie sich in Schalen n=1,2,3,4,5,6,... (K,L,M,N,O,P...) tummeln, die n Unterschalen l=0,1,2,3,…,n-1 (s,p,d,f,g,h...) haben mit bis zu 2l+1 Elektronenpaaren.

K  2                     2


L  2  6                  8
     /
    /
M  2  6 10              18
     /  /
    /  /
N  2  6 10 14           32
     /  /  /
    /  /  /
O  2  6 10 14 18        50
     /  /  /  /
    /  /  /  /
P  2  6 10 14 18 22     64
     /  /  /  /  /
    /  /  /  /  /
Q  2  6 10 14 18 22 26  98

   s  p  d  f  g  h  i

Doch werden die freien Plätze nicht schalenweise belegt. Ab dem 19. Element Kalium erkennt man das durch die schrägen Linien angedeutete Belegungsprinzip, das die Elemete wie folgt in Gruppen gliedert

2 | 2 6 | 2 6 | 2 10 6 | 2 10 6 | 2 14 10 6 | 2 14 10 6 | ...

Ein senkrechter Strich steht hinter den Edelgasen, nach denen eine neue Schale in Angriff genommen und eine neue Zeile im modernen Periodensystem begonnen wird, das nach dem Schema wie folgt aussehen müßte:

ss
ss                                          pppppp
ss                                          pppppp
ss                                ddddddddddpppppp
ss                                ddddddddddpppppp
ss                  ffffffffffffffddddddddddpppppp
ss                  ffffffffffffffddddddddddpppppp
ssggggggggggggggggggffffffffffffffddddddddddpppppp
ssggggggggggggggggggffffffffffffffddddddddddpppppp

Das ist auch die Basis der heutigen Darstellung, wie man sie auch in der Wikipedia findet:

s                                 s
s s                     p p p p p p
s s                     p p p p p p
s s d d d d d d d d d d p p p p p p
s s d d d d d d d d d d p p p p p p
s s * d d d d d d d d d p p p p p p
s s * d d d d d d d d d p p p p p p

Glücklicherweise kommen in der Natur nur Elemente mit s,p,d,f vor. Und die Ersetzung des * durch eine Reihe von jeweils 15 Elementen (0-14 f-Elektronen) umschifft ein kleines Problem mit der Realität: Spätestens ab dem 57. Element Lanthan, eigentlich schon ab dem 24. Element Chrom hält die Natur das Schema nicht immer ein. Ich persönlich bevorzuge deshalb die klassische Darstellung

I

II

III

IV

V

VI

VII

VII

1.

s

s

2.

s

s

p

p

p

p

p

p

3.

s

s

p

p

p

p

p

p

4.

s

s

d

d

d

d

d

d

d

d

d

d

p

p

p

p

p

p

5.

s

s

d

d

d

d

d

d

d

d

d

d

p

p

p

p

p

p

6.

s

s

f

*

d

d

d

d

d

d

d

d

d

p

p

p

p

p

p

7.

s

s

f

f

f

f

worin der Stern für die 14 Lanthaniden fffffffffffffd steht. Es trifft besser die Realität, weil an den fetten Stellen Ausnahmen vom sturen Schema sitzen, ein d eher ein s ist und ein f eher ein d. Das verwundert nicht, denn das Periodensystem wurde aus den chemischen Eigenschaften heraus entwickelt, bevor die theoretischen Grundlagen bekannt waren.

An dieser Stelle hätte ich ein gewisses Verständnis für Kritik an den Wissenschaftlern, sie würden ihr Schema über die Realität stellen, hier ein Besetzungsschema der theoretischen Physik den praktischen Ergebnissen der Chemie vorziehen. Doch ehrlicherweise muß man sagen: Nicht die Esoteriker haben die vielen Unregelmäßigkeiten erforscht, sondern die Wissenschaftler. Ihnen ist deshalb eine schematische Denkhilfe gestattet. Für weniger erhellend halte ich andere Schemata. So betrachtet Peter Plichta nur die Hauptgruppenelemente (s und p) der 81 stabilen Elemente

Gruppe	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII
1. Periode	1							2
2. Periode	3	4	5	6	7	8	9	10
3. Periode	11	12	13	14	15	16	17	18
4. Periode	19	20	31	32	33	34	35	36
5. Periode	37	38	49	50	51	52	53	54
6. Periode	55	56	81	82	83

und stellt fest, daß es 1+19+19 sind. Zunächst der Wasserstoff als eigentlich gruppenlose Ausnahme, dann 19 Elemente bis zur ersten Unterbrechung mit 10 Nebengruppenelementen (d) und schließlich die restlichen 19 bis zum letzten stabilen Element Wismut mit der Nummer 83, denn das 43. Element Technetium und das 61. Element Promethium sind nicht stabil. Von 43 bis 61 sind es 19 Elemente, das 19. Element Kalium ist das erste mit einer unvollständigen inneren Schale, und bis zum Lanthan mit der Nummer 57=3*19 bleibt die f-Untersschale frei.

Einmal davon abgesehen, daß Wismut eigentlich auch nicht stabil ist, handelt es sich dabei um eine nette Spielerei, wohl aber nicht um einen göttlichen Plan für ein Periodensystem. Die Zahlen 19 und 81 generieren nicht die Natur. Und umgekehrt kommen sie auch nur auf einem sehr langen Weg heraus, nämlich durch zählen, suchen und zurechtrücken.

19 | 81 | Plichta