Die Atomrechtecke der Edelgase

Vergessen Sie die Vorstellung, die ein Atom als einen kugelartigen Atomkern mit konzentrisch drum herum angeordneten Elektronen zeigt. Vergessen Sie auch, dass die Edelgaskonfiguration aufgrund gefüllter Elektronenschalen oder – orbitale zustande kommen soll. Diese Vorstellungen beherrschen bis heute das Bild von Aufbau der Atome, doch sie sind ein Irrtum.

Mendelejew / Meyer

Um das verständlich zu machen, müssen wir zu den Aussagen Dmitri Mendelejews(1834-1907) und Lothar Meyers (1830-1895)zurückgehen, die mit ihren Thesen den richtigen Weg vorzeichneten. Mendelejews Titel seiner Veröffentlichung zum Periodensystem lautete: „Die Abhängigkeit der chemischen Eigenschaften der Elemente vom Atomgewicht„(vgl. Mendelejew 2022). (Atomgewichte = Atommassen. Verf.). Das bedeutete nichts anderes, als dass die Atommasse ein bedeutendes Kriterium für Atome darstellt. Wir wissen heute natürlich, dass die Atommasse ein Element nicht allein bestimmt, da es auch Isobare (gleiche Atommasse, unterschiedliche Protonenzahl) gibt. Wie z.B. Chlor 35 und Argon 35. Neben der Protonenzahl muss aber auch eine Struktur vorhanden sein, die ein Element bestimmt.

Der wirkliche Aufbau der Atome

Diese Struktur und das System der Protonen und Neutronen ist aber nichts außerhalb Liegendes, (Elektronensystem), sondern, die Konfiguration der Atommasse und damit die Konfiguration der Protonen und Neutronen. Diese Protonen-Neutronen-Konfiguration bestimmt darüber welche Wertigkeit ein Element aufweist. Deshalb lagen Mendelejew und Meyer mit ihren Aussagen richtig, auch wenn zum vollständigen Verständnis des Atomaufbaus noch die Konfiguration der Nukleonen bedacht werden muss. Aufgrund dessen, das man die Kernbausteine damals noch nicht kannte, ist die Reduzierung auf die Atommasse aber verständlich. Atomkerne sind keine beliebig zusammengeballten Nukleonen, sondern bauen sich streng schachbrettartig zu Atomrechtecken auf. Die Wissenschaft geht heute immer noch davon aus, dass ein Atom über ein Elektronensystem verfügt, ein außerhalb des Kerns liegendes Ordnungssystem, von dem abhängt, ob ein Atom eine elektrische Ladung aufweist oder nicht. Doch das Bohrsche Elektronensystem war schon in den 1920er Jahren dadurch in Frage gestellt, dass man ein solches Ordnungsgefüge, Oktettregel etc. kaum auf die Elektronenorbitale und die Welle-Teilchen-Vorstellung vom Elektron übertragen konnte. Für schulische Zwecke scheint das Bohrsche Elektronensystem aber noch immer brauchbar. Warum ist das möglich? Deshalb, weil die Bohrsche Vorstellung sich eng am Periodensystem orientierte. Die Achteregel ist keine Schlussfolgerung aus dem Elektronensystem, sondern leitet sich aus dem Aufbau der ersten Perioden ab. Dieser Periodenaufbau ist aber nicht durch ein außenliegendes System gesteuert, sondern resultiert aus dem ureigensten Aufbau der Protonen und Neutronen selbst, aus ihrer Protonen-Neutronen-Konfiguration.

Die Edelgase von Helium bis Oganesson

Die Atomrechtecke der Edelgase des PSE, bilden eine Art „Meilensteine“, nach ihnen beginnt immer wieder eine neue Periode. Warum ist das so? Mit der Vervollständigung eines Atomrechtecks durch Protonen und Neutronen wird die Edelgaskonfiguration erreicht. Die äußeren Bausteinreihen sind dann vollständig gefüllt, sodass kein Nukleon mehr aufgenommen kann. Das ist der Grund dafür warum Edelgase die Wertigkeit „Null“ aufweisen. Sie sind nicht reaktiv im Gegensatz zu Atomrechtecken die noch über unbesetzte Bausteinplätze verfügen. Das wird schon beim ersten Edelgas des PSE deutlich. Mit 2 x 2 Atombausteinen bildet Helium das erste geschlossene Atomrechteck. Alle anderen Edelgase bis zu Oganesson sind ebenfalls geschlossene Atomrechtecke und nicht reaktiv. Der Aufbau der schweren Atome, wie auch der Edelgase, ab der 4. Periode, erfolgt in Siebenerreihen, die bis zum kurzlebigen Element Oganesson langgezogene Atomrechtecke bilden. Mit Oganesson dessen Atommasse 294 Nukleonen aufweist, ist das Ende des Atomaufbaus erreicht.

Deshalb kann das Periodensystem der Elemente, einschließlich der künstlich hergestellten Elemente, über maximal 147 Elemente verfügen. Wobei zahlreiche noch nicht entdeckte Elemente vorwiegend instabil sein werden.

Quellenverzeichnis:

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