Wer heute wissen will, wie die Bindungen zwischen Atomen erklärt werden, kommt an der Zahl „8“ nicht vorbei. Nach dem heutigen Schalen- oder Orbitalmodell der Wissenschaft sollen alle Atome in ihrer äußeren Schale der Atomhülle eine Konfiguration mit 8 Elektronen anstreben. Wie diese Elektronen beschaffen sein sollen, ist noch unklar! Diese Vorstellung wird als Achter- oder Oktettregel bezeichnet.
Die Oktettregel geht auf Experimente zurück, die Wissenschaftler bereits im 19. Jh. machten. Newlands entdeckte als erster, dass Elemente, die nach ihrer steigenden Atommasse geordnet sind, an jeder achten Stelle eine Periodizität aufweisen (vgl. „John A. R. Newlands“2024). Erst viel später, nach D. Mendelejews Veröffentlichung des ersten Periodensystems der Elemente 1869, gewann diese Entdeckung von Newlands wieder an Bedeutung. 1916 entwickelten W. Kossel und G. N. Lewis die Oktettregel, die den Aufbau der Atomhülle und die chemischen Bindungen erklären sollten. Im Periodensystem soll sich das besonders auf die 2.Periode auswirken, während z. B. die 1. Periode davon nicht betroffen ist.
Auch heute noch ist die Oktettregel Bestandteil der grundlegenden Theorien des Atombaus und der Chemie. Doch die Antwort auf die Frage, warum gerade 8 Elektronen in einer äußeren Valenzschale von allen Atomen angestrebt werden, ist eher dürftig und lautet: Weil diese Elektronenkonfiguration sehr stabil und energiearm ist! Es stellt sich die Frage, ob die Elektronenkonfiguration des Edelgases Helium mit nur 2 Elektronen oder die Konfigurationen von Elementen mit 18 Elektronen weniger stabil sind. Tatsächlich kann die Wissenschaft auf diese Frage keine befriedigende Antwort geben, stattdessen scheint es sich um eine Art „Zahlenglaube“ zu handeln.
Natürlich hat die Zahl „8“ ebenso wie die „2“ ihre Bedeutung im Atombau und in der Chemie, aber anders, als es die Wissenschaft versteht. In Wirklichkeit spiegeln die Zahlen den Aufbau des Atomkerns aus Protonen und Neutronen wieder. Sie bezeichnen die Anzahl der Bausteine (Nukleonen), die benötigt werden, um von einem geschlossenen Atomrechteck oder -quadrat eines Edelgases zum nächsten zu gelangen. Vom Atomquadrat des Heliums mit 2×2 Nukleonen bis zum Atomrechteck des Neons werden 8 Protonen und 8 Neutronen benötigt. Ebenso werden vom Atomrechteck des Neons mit 4×5 Nukleonen bis zum Atomquadrat des Argons wiederum 8 Protonen und 8 Neutronen benötigt. Jede geschlossene Proton-Neutron-Konfiguration stellt eine Edelgaskonfiguration dar. Diese Tatsachen führten im 19. Jahrhundert zu der Erkenntnis, dass sich die chemischen Eigenschaften der Elemente, geordnet nach zunehmender Atommasse, an jeder 8. Stelle wiederholen.
Helmut Albert, Freiburg, im September 2024
Quellen:
Seite „John A. R. Newlands“. In: Wikipedia – Die freie Enzyklopädie. Bearbeitungsstand: 10. April 2024, 08:55 UTC. URL: https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=John_A._R._Newlands&oldid=243926726 (Abgerufen: 28. August 2024, 18:27 UTC)
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