Das Periodensystem der Elemente lässt Rückschlüsse auf den Aufbau der Atome zu. Ganz ähnliche Überlegungen führten 100 Jahre später zur Entdeckung der Quarks.

Dimitrij Iwanowitsch Mendelejew (1834-1907) Quelle aip08

1869 räumten Dmitrij Mendelejew und Julius Meyer mit der Unordnung auf, die ihre Chemiker-Kollegen hinterlassen hatten: Die hatten rund die Hälfte der heute bekannten chemischen Elemente zusammengetragen und akribisch deren Eigenschaften bestimmt. Nur ein System dahinter erschloss sich nicht.

Mendelejew und Meyer gelang das Meisterstück. Sie erkannten, dass sich einige Eigenschaften der Elemente periodisch wiederholten. Also sortierten sie die Elemente in ein rechteckiges Muster: das Periodensystem der Elemente.

Dem Periodensystem liegt eine Symmetrie zugrunde. Denn es ähneln sich die Eigenschaften der Elemente einer Spalte (Periode). Die so genannten Edelgase ganz rechts außen sind beispielsweise alle eher reaktionsfaul, die Alkalimetalle ganz links gehen hingegen ganz gerne Verbindungen ein.

Diese Symmetrie ist nicht perfekt, denn sonst könnte man zwei Edelgase einfach vertauschen oder einen Sack Gold durch einen mit Silber ersetzen, ohne dass irgendjemand davon Wind bekommen würde.

Aber auch die Nur-Fast-Symmetrie reichte zu erkennen, dass die Atome einer Spalte alle ganz ähnlich aufgebaut sein müssen. Und noch etwas anderes ließ sich aus der Regelmäßigkeit ableiten: Mendelejew sagte 1871 die Elemente Gallium, Scandium und Germanium samt Eigenschaften vorher, um so Lücken zu füllen, die im Periodensystem noch klafften. Entdeckt wurden diese Elemente dann in den folgenden beiden Jahrzehnten.

Als das Periodensystem der Elemente aufgestellt wurde, klafften Lücken, die erst Jahre später unter anderem mit Gallium (1875), Scandium (1879) und Germanium (1886) gefüllt werden konnten.