Chemie, Biologie und Pharmazie

Zum 150. des Periodensystems der Elemente: Warum wir den „Baukasten des Lebens“ wieder stärker würdigen sollten

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von Alexander Pradka, am 12.03.2019

Am 6. März 1869 wird in Russland das „Periodensystem“ vorgestellt. Dessen „Erfinder“ ist der Chemie-Professor Dimitri Mendelejew aus Sankt Petersburg. Auch ein deutscher Wissenschaftler, Lothar Meyer, trug wesentlich zur Ordnung der Elemente bei. Wir feiern dieses Jahr also den 150. Geburtstag des Periodensystems. Über die Historie und die Bedeutung sprachen wir mit Prof. Dr. Thorsten Daubenfeld, Dekan des Fachbereichs Chemie & Biologie an der Hochschule Fresenius.

Herr Daubenfeld, welche Idee steckt eigentlich hinter dem Periodensystem?

Seit Beginn der Menschheitsgeschichte basiert die Entwicklung unserer Zivilisation im Wesentlichen darauf, dass wir Stoffe entdecken, unser Wissen über sie vertiefen – und diese dann gewinnen und verwenden.  Irgendwann wurde aber klar, dass die schier unübersehbare Vielfalt an Stoffen in unserer Welt aus nur wenigen Grundbausteinen besteht: den Elementen. Zu Beginn des 18. Jahrhunderts waren erst 15 Elemente bekannt. Anfang des 19. Jahrhunderts waren es dann schon 53. Wissenschaftler suchten einen Weg, in dieser Vielfalt ein Muster zu erkennen und die Elemente zu „ordnen“. Ab 1829 stellten viele von ihnen Überlegungen hierzu an und entwickelten erste Modelle zur Systematik der Elemente. Diese Überlegungen mündeten schließlich in den Jahren 1864-1869 in der Aufstellung des Periodensystems der Elemente durch den russischen Wissenschaftler Dmitri Mendelejew und den deutschen Wissenschaftler Lothar Meyer. Seit dieser Zeit hat das Periodensystem im Wesentlichen seine heutige Gestalt.

Wenn es um die Entwicklung des Periodensystems geht, ist der Name Mendelejew geläufiger. Worin besteht seine besondere Leistung?

Ohne den Beitrag anderer Chemiker schmälern zu wollen: Eine Meisterleistung von Mendelejew war es, dass er an einigen Stellen des damaligen Periodensystems Lücken sah und voraussagte, dass dort künftig noch weitere Elemente entdeckt werden würden. Er konnte sogar die Eigenschaften dieser Elemente wie etwa den Schmelzpunkt voraussagen. Diese Elemente – Gallium, Germanium und Scandium – wurden dann auch tatsächlich bald darauf entdeckt. Sie  hatten nahezu exakt die von Mendelejew vorausgesagten Eigenschaften. Bis heute ist das in meinen Augen eine der eindrucksvollsten geistigen Leistungen der Menschheit.

Welchen konkreten Nutzen hat das Periodensystem für uns?

Das Periodensystem ist zunächst einmal eine strukturierte Darstellung der Bausteine unserer Welt, aus der hervorgeht, welche Elemente jeweils ähnliche Eigenschaften haben. Dadurch wurde es ab 1869 erstmals möglich, „Ordnung ins Chaos“ zu bringen. Ich sehe aber mehr darin: Es ist der Baukasten unseres Universums. Hier sind die Bausteine aufgeführt, aus denen alles besteht: Steine, Pflanzen, Tiere, Menschen, Ozeane, das ganze Universum. Mehr haben wir nicht. Und mehr brauchen wir offensichtlich auch nicht. Und das für mich Faszinierendste: wir Menschen, die letztlich auch „nur“ ein aus diesen Elementen zusammengesetzter Materieklumpen sind, können über die Materie selbst nachdenken und so etwas wie das Periodensystem der Elemente aufstellen. Da muss man doch staunen, oder?

Kann sich an dessen Funktion in der Zukunft etwas verändern? Nimmt die Bedeutung zum Beispiel durch die Digitalisierung ab?

Das Periodensystem der Elemente wird seine Bedeutung immer behalten. Die Elemente als Grundbausteine unserer Welt werden noch da sein, wenn die Menschheit und die Digitalisierung längst Geschichte sind. Das ist für mich bei aller Turbulenz unserer heutigen Zeit irgendwie auch ein beruhigender Gedanke.

Ist das Periodensystem in seiner jetzigen Form „fertig“ oder wird es stetig weiterentwickelt?

Das Periodensystem ist bis heute nicht „vollständig“ und wird es vermutlich auch nie werden. In Großlaboratorien wie beispielsweise im GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt werden immer noch neue Elemente „geschaffen“. Diese sind allerdings so kurzlebig, dass sie vermutlich nie einen praktischen Nutzen haben werden und nur von theoretischem Interesse sind. Bis heute kennen wir 118 chemische Elemente, von denen die ersten 94 in der Natur vorkommen.

Welche Rätsel im Zusammenhang mit dem Periodensystem sind noch zu lösen?

Eine Sache ist für mich immer noch mysteriös: Alle 94 natürlich vorkommenden Elemente finden wir bei uns auf der Erde, diesem relativ kleinen und überschaubaren Materieklumpen irgendwo auf einem äußerem Spiralarm einer Galaxie, die wir Milchstraße nennen. Ist das nicht erstaunlich? Ich habe keine Ahnung, ob das galaktischer Zufall ist oder vielleicht Notwendigkeit, damit sich ein solch komplexes Zusammenspiel der Elemente entwickeln kann, welches wir als Phänomen Leben kennen.

Was wünschen Sie dem Periodensystem zum Geburtstag?

Generell ist es mein Wunsch, dass auf unseren allgemeinbildenden Schulen die zentrale Rolle der Chemie für die Gesellschaft mehr gelebt wird. Was das Periodensystem im Speziellen betrifft: Ich habe den Eindruck, dass viele Schüler das Periodensystem als sehr theoretisches und abstraktes Gebilde wahrnehmen. Hier kommt es darauf an, dass wir in unseren Schulen wieder die Begeisterung für die Chemie neu erwecken und das Periodensystem als das vorstellen, was es ist: der „Baukasten“ unserer Welt. Diese ist in diesem Sinne der Spielplatz, auf dem die Natur mit diesen Bausteinen spielt. Und wir alle spielen in diesem Spiel mit – denn schließlich besteht unser gesamtes Dasein aus der Umwandlung von Materie und Energie aus der einen in die andere Form. Als Chemiker möchten wir einen kleinen Blick hinter die Kulissen dieses Spiels werfen und ein wenig besser die Spielregeln verstehen. Und genau dabei hilft uns das Periodensystem. Beachtenswert finde ich hier zum Beispiel die Arbeiten von Mai Thi Nguyen-Kim, die es auf beeindruckende Weise versteht, Chemie im Alltag für die Allgemeinheit wieder greifbar zu machen. Davon brauchen wir mehr in unserer wissenschaftlichen Gemeinschaft.

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