Alternative Periodensysteme

Alternative Periodensysteme unterscheiden sich in Darstellung und Zuordnung der chemischen Elemente vom traditionellen Periodensystem. Seit ein systematischer Zusammenhang zwischen Atommasse und chemischen Eigenschaften der Elemente entdeckt wurde, gab es mehrere alternative Vorschläge zu der von Dimitri Iwanowitsch Mendelejew (1834–1907) und Lothar Meyer (1830–1895) aufgestellten Ordnung der Elemente. Jedoch blieb dieses Periodensystem das allgemein übliche Periodensystem in der Chemie.^[1] Graphische Darstellungen mit inneren Beziehungen der Elemente mittels Vektoren und Klammern nennt man Periodensysteme in Form geordneter Hypergraphen.

Janet-Periodensystem

Charles Janet erstellte ein Periodensystem, bei welchem die Elemente nach Blöcken angeordnet wurden. In einem Block werden die chemischen Elemente nach den energiereichsten Orbitalen ihrer Elektronenhülle zusammengefasst. Dieses Periodensystem ist heute noch manchmal in der Physik gebräuchlich.^[2]

f-Block														d-Block										p-Block						s-Block
																														1 H	2 He
																														3 Li	4 Be
																								5 B	6 C	7 N	8 O	9 F	10 Ne	11 Na	12 Mg
																								13 Al	14 Si	15 P	16 S	17 Cl	18 Ar	19 K	20 Ca
														21 Sc	22 Ti	23 V	24 Cr	25 Mn	26 Fe	27 Co	28 Ni	29 Cu	30 Zn	31 Ga	32 Ge	33 As	34 Se	35 Br	36 Kr	37 Rb	38 Sr
														39 Y	40 Zr	41 Nb	42 Mo	43 Tc	44 Ru	45 Rh	46 Pd	47 Ag	48 Cd	49 In	50 Sn	51 Sb	52 Te	53 I	54 Xe	55 Cs	56 Ba
57 La	58 Ce	59 Pr	60 Nd	61 Pm	62 Sm	63 Eu	64 Gd	65 Tb	66 Dy	67 Ho	68 Er	69 Tm	70 Yb	71 Lu	72 Hf	73 Ta	74 W	75 Re	76 Os	77 Ir	78 Pt	79 Au	80 Hg	81 Tl	82 Pb	83 Bi	84 Po	85 At	86 Rn	87 Fr	88 Ra
89 Ac	90 Th	91 Pa	92 U	93 Np	94 Pu	95 Am	96 Cm	97 Bk	98 Cf	99 Es	100 Fm	101 Md	102 No	103 Lr	104 Rf	105 Db	106 Sg	107 Bh	108 Hs	109 Mt	110 Ds	111 Rg	112 Cn	113 Nh	114 Fl	115 Mc	116 Lv	117 Ts	118 Og	119 Uue	120 Ubn

Elemente-Spirale

Theodor Benfey entwickelte eine Systematik, bei welcher die chemischen Elemente spiralförmig angeordnet sind. Wasserstoff ist der Mittelpunkt der Spirale. Um den Mittelpunkt sind die Elemente mit größer werdender Masse angeordnet.

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  (c) Mardeg in der Wikipedia auf Englisch, CC BY-SA 3.0

  Das von Theodor Benfey entwickelte Periodensystem

Weitere ähnliche Konzepte

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  Von Jan Scholten

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  Von Robert W Harrison

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  (c) Cbuckley in der Wikipedia auf Englisch, CC BY 3.0

  Kreisförmiges Periodensystem

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  Pyramidenförmig angeordnet.

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  Vom kanadischen Künstler Alexander Braun

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  Spiralförmiges Schema des PSE

Blumen-Periodensystem

Das Blumen-Periodensystem ist räumlich. Die Elemente sind nach aufsteigender Ordnungszahl als aufgewickeltes Band dargestellt. Die Nebengruppenelemente sowie die Actinoide und die Lanthanoide bilden jeweils eine Schleife neben den Hauptgruppenelementen.^[3]

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  Blumen-Periodensystem von Dmitri Mendelejew

Das Periodensystem von Stowe

Auch dieses Periodensystem ist dreidimensional. Das Periodensystem hat drei Achsen, welche die Hauptquantenzahl, die Nebenquantenzahl, und die Magnetische Quantenzahl darstellen. Das Periodensystem ist nach seinem Erfinder Timothy Stowe benannt.

Das Periodensystem von Bettermann

Das Bettermannsche Periodensystem wird aus den isoelektronischen Reihen der Elemente abgeleitet. Eugenie Lisitzin zeigte 1936, dass diese Reihe als Polynom dargestellt werden kann. Auch die Valenzelektronen der Atome zeigen ein ähnliches Verhalten.^[4]

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  Die Isoelektronischen Reihen der Elemente

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  Die Elemente geordnet nach den Parametern der Polynome

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  Die Elemente nach ihren Valenzelektronen geordnet.

Periodensystem nach Allahyari und Oganov

Die zwei russischen Wissenschaftler Zahed Allahyari und Artem R. Oganov vom Skolkowo-Institut für Wissenschaft und Technologie in Moskau, veröffentlichten im Journal of Physical Chemistry 2020 ein eindimensionales Ordnungsschema. In diesem werden die chemischen Elemente gemäß ihrer „Ähnlichkeit“ in Bezug auf den Atomradius und der Elektronegativität nacheinander aufgereiht, welche als Mendelejew-Zahl bezeichnet wird. Diese Bezeichnung wurde in Anlehnung an einen der Mitbegründer des klassischen Periodensystems, Dmitri Mendelejew, gewählt. Die Forscher definierten den Wert für den Atomradius (da variabel) für eine ganz bestimmte Elementkonfiguration, und zwar für die sogenannte primitive kubische Struktur, bei der sich an den Ecken der würfelförmigen Elementarzelle jeweils ein Atom des Elements befindet. Die universale Sequenz der Elemente ergibt sich daraus aus ihrer Reihenfolge auf einer Regressionsgeraden in einem Liniendiagramm, wo Elektronegativität gegen Atomradius aufgetragen ist. Wasserstoff findet sich in dieser Liste beispielsweise relativ weit hinten in der Liste auf Position 90 vor Neon (91) und Helium (92). Das Ordnungskonzept auf Grundlage einer Mendelejew-Zahl ist nicht neu. Vorgeschlagen hatte es bereits der englische Chemiker David Pettifor im Jahr 1984. Die Forscher vermuten, dass sich auf Grundlage dieser Systematik neue Materialien mit nützlichen Eigenschaften wie Härte oder magnetischem Verhalten viel einfacher identifizieren lassen.^[5][6]

Sonstige

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  Von Zmaczynski und Bayley.

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Weblinks

• Volker Mrasek: Darstellung von Elementen – Wasserstoff in alternativen Periodensystemen. In: Deutschlandfunk-Sendung „Wissenschaft im Brennpunkt“. 3. März 2019; abgerufen am 6. März 2019. 
• Janosch Deeg: Elemente anders ordnen – Konkurrenz für das Periodensystem. In: Frankfurter Allgemeine Zeitung. 3. Januar 2021; abgerufen am 5. Januar 2021. 

Einzelnachweise

1. ↑ Hans-Jürgen Quadbeck-Seeger Die Welt der Elemente – Die Elemente der Welt. Wiley-VCH Verlag, 2006, ISBN 3-527-31789-9, S. 107.
2. ↑ Albert Tarantola: Periodic Table of the Elements (Janet form). In: ipgp.fr. 23. September 2002, abgerufen am 2. Januar 2013 (englisch). 
3. ↑ Periodensystem einmal anders. In: welsch.com. 2002, archiviert vom Original am 14. Oktober 2016; abgerufen am 6. März 2019. 
4. ↑ Das andere Periodensystem. In: per-table.com. Archiviert vom Original am 18. November 2013; abgerufen am 3. Mai 2013. 
5. ↑ Elemente anders ordnen: Konkurrenz für das Periodensystem: Elemente anders ordnen: Konkurrenz für das Periodensystem, abgerufen am 28. März 2021
6. ↑ Zahed Allahyari, Artem R. Oganov: Nonempirical Definition of the Mendeleev Numbers: Organizing the Chemical Space. In: The Journal of Physical Chemistry C. Band 124, Nr. 43, 2020, ISSN 1932-7447, S. 23867–23878, doi:10.1021/acs.jpcc.0c07857.