Die Form des Periodensystems der Elemente

Das Periodensystem enthält alle bekannten Elemente. Aber warum sind in den oberen Reihen so große Lücken? Und was ist mit diesen Elementen hier unten? Das hat mit den Elektronen der einzelnen Elemente zu tun und auf welchen Elektronenschalen sie liegen. Elemente mit gleich vielen Elektronen in ihrer Außenschale, also mit gleich vielen Valenzelektronen, haben ähnliche Eigenschaften.

Darum ist es sinnvoll, die Elemente nach ihrer Anzahl von Valenzelektronen zu ordnen. Und wie sind sie geordnet? So, dass die Elemente mit gleich vielen Valenzelektronen in derselben Spalte stehen. Aber das ist nicht so einfach. Schau selbst: Hier ist ein Atom mit einem Valenzelektron in seiner Außenschale.

Das Atom daneben hat zwei Valenzelektronen. Und das danach hat drei. In der nächsten Reihe geht es auf die gleiche Weise weiter: Das erste Atom hat ein Valenzelektron und das Zweite hat zwei. Aber schau mal, was mit dem dritten Element in dieser Reihe passiert: Sein Atom hat zwar ein weiteres Elektron. Aber dieses Elektron ist nicht in der Außenschale, sondern in der Schale davor.

Die Anzahl der Valenzelektronen ändert sich nicht: zwei. Alle Atome in derselben Spalte sollen gleich viele Valenzelektronen haben. Dann musst du dieses Atom aus der oberen Reihe also hierhin verschieben. So entsteht eine Lücke. Und es kommen weitere Elemente hinzu.

Mit jedem Schritt nach rechts erhalten die Atome ein weiteres Elektron in der Schale vor der Außenschale. Bis diese Schale 18 Elektronen hat. Erst danach kann die Außenschale ein drittes Elektron aufnehmen. Erkennst du den Unterschied? In dieser Reihe geht es von zwei Valenzelektronen direkt auf drei weiter.

Aber in dieser Reihe dauert es zehn Schritte, ehe das dritte Valenzelektron hinzukommt. Um die Elemente mit drei Valenzelektronen in der gleichen Spalte anzuordnen, musst du für diese Elemente Platz machen. Diese Elemente nennt man Übergangsmetalle. Du findest die Übergangsmetalle in den Reihen vier, fünf, sechs und sieben des Periodensystems. Deshalb ist in den oberen Reihen also eine Lücke.

In den beiden unteren Reihen passiert etwas Ähnliches. Hier füllt sich zuerst die vorvorletzte Schale und danach die beiden Äußeren. Und genauso wie vorhin, rücken die Elemente in der Reihe darüber nach rechts, bis die drittletzte Schale voll ist. Danach füllt sich die vorletzte Schale. Und erst dann nimmt die Außenschale endlich ihr drittes Valenzelektron auf.

Dadurch wird die Lücke noch größer und die Tabelle noch breiter. Damit die Tabelle noch auf eine Seite passt, "schneidet" man diese Elemente aus den Reihen sechs und sieben aus und zeigt sie ganz am Ende – unterhalb der anderen Elemente. Es gibt also einen Grund, warum das Periodensystem genau so aussieht. Mit all den Lücken. Es ist so aufgebaut, damit die Atome mit drei Valenzelektronen und die Atome mit vier bis acht Valenzelektronen in ihren eigenen Spalten stehen können.