DE1977212U - Wandtafel zur demonstration des periodensystems der chemischen elemente. - Google Patents
Wandtafel zur demonstration des periodensystems der chemischen elemente.Info
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Description
Antrag auf ^ebrauchsmuster-Eintragung
de s
de s
Professor Dr. Hörst-Dietrich HAEDT
66) Saarbrücken 3 ,
Hellwigstrass© 19
für
für
"Periodisches System der chemischen Elemente mit integrierten Lanthaniaen und Actiniden T}
Besehreibung^und. Begründung der Neuerung
Das periodische System der chemischen Elemente , ms für
den. Oheiaiker eine der wichtigsten Übersichten, wird zur Zeit
noch überwiegend in der von Alfred Werner (19o5) vorgeschlagenen lorm ( "Langperioclensystem") benützt.(vgl Abb 2) . Hierin sind
die chemischen Elemente , die nach dem "Aufbauprinzip" 1 bis Io d-Elektronen besitzen, als Hebengruppen gesondert angeschrieben
und nicht, wie im "Kurzperioaensysteinnä:KExMana:s!fegsia:gpsns
(vgl Abb 3) Eiit den Elementen der "Hauptgruppen"zusafiimengefasst«
Seit der Entdeckung der Transurane und ihrer Charakterisierung
als im wesentlichen homologe Elemente der Lanthanidenreihe , sind mehrfach Yorschläge zur Integration der Lanthaniden
und Aetiniden in das Langperiodensystem gemacht worden* (vgl
Chemical Education ,July 1964 , S 187-191 )· Jedoch haben sich
diese Systeme nicht durchgesetzt,weil sie den Anforderungen, diae
der Chemiker an ein brauchbares Periodensystem stellt,nicht entsprechen.
Sie se Anforderungen sind neben Übersichtlichkeit unci einem
nach bestimmten' Gesichtspunkten durchdachten Aufbau :.
- die "klassische"Seihenfolfe der Elemente nach steigenden Kernladungszahlen,
zeilenweise von oben nach unten:- geschrieben,
- eine Integration der Lanthaniden und Actiniden,so dass irgend-
. -welche Heben-Tabellen wegfallen, und ■ .'.
vor allem d.ie förderung,dass nach Möglichkeit chemisch, verwandte
Eleraente im System benachbart stehen und eine solche
Verwandtschaft nicht durch unübersichtliche Hilfslinien umständlich
angedeutet werden muss.
368*10. β. 67
-■ 2 -
Das hier nach Abb 1 vorgeschlagene Periodensystem inteä
griert die lanthanide!!- und Actinidenelemente in das bisherige
Iangperiodensystem so, dass die erdalkali-ähnlichen f-Elemente
Europium, Ytterbium, Airierieium und Nobelium (Su, Xb, Am, Ho)
in nächster Hachbarschaft zu den eigentlichen Erdalkalimetallen
(Ca-Sr-Ba-Ea) stehen und als A5-Gruppe in ähnlicher Weise in die
Seihe der Fbergangsmetalle eingeschoben sind, wie diese zwischen
den Hauptgruppen A2 und B3 stehen.
Die periodische Schreibweise der L^nthaniden und Actiniden
hat nicht nur den graphischen Yorteil ,dass das System nicht
ungebührlich lang ausfällt, sondern begründet sich mit zahlreichen Argumenten bezüglich des chemischen Verhaltens, der
Elektronenkonfiguration, der Elektronegativität, der Struktur
und anderer Baten. So kennt man beispielsweise Europium und seine Homologen in zweiwertiger form,und die kubische Struktur von
Su und Yb steht der Struktur der Erdalkalien näher als den meist
hexagonalen Kugelpackurigen der übrigen Lanthanidenelemente*
Ähnliches gilt für die Schmelzpunkte , das Atomvolumen und die
Dichte dieser links herausgerückten Elemente. Sehliesslich erübrigt sich bei der vorgeschlagenen Schreibweise nach Abb I
die Streitfrage, ob man das lanthan ( 4-f°, 5<l,6s2 ) oder das
Lutetium ( 4-f ,5d, 6s2 ) als das eigentliche Homologe des
Yttriums ansehen sollte,,denn nun stehen alle Elemente der A3-Gruppe
,die iit-Grundzustand mit Sicherheit ein d-Elektron tragen,
in einer Vertikalen, während ein solches d-Elektron, von den
ür&niaetalle η (Th,te Pa5U, Ip, Pu ) abgesehen, im allgemeinen
fehlt.
Die in Abb 1. gewählte Homenklatur nach A- Gruppen und
B-Gruppen entspricht einer älteren Unterscheidung ,welche sich
nach de ei mehr oder minder elektropo sit ive η Charakter der Metalle
richtet. Die Elemente der A-Öruppen nach Abb. 1 haben nach der
Pauling'sehen Skala, .'bis-..auf- wenige Ausnahmen (Mo, Tc ,Ke ) Elek-
tronegativitäten- unterha.lb 1.75wä32rend die B-Gruppen-El&aiante
(mit Ausnahme von Zn und Ga) Elektronegativitätswei'te von
1.7 und darüber besitzen. Damit liegen die Bildungswärmen vergleichbarer
binärer Verbindungen der A-Gruppen-ELemente im. all gemeinen höher als die der B-Gruppenmetalle.
Soweit man die klassische ^xscfesxäasHg Zusammenfassung
der Eisen- und Platinmetalle ( hier B0 ) beibehält und die
Lanthanides und-Actiniden als eine Untergruppe der A3-Gruppe
auffasst,enthält das System sieben Α-Gruppen und sifeben B-Gruppen.
In vielen Fällen zeigt die Gruppennummer zugleich die maximale ^alenz der Elemente an,indem sie übereinstimmt mit der Zahl der
Valenzelektronen einer evtl. unvollständig besetzten Elektronenschale.
Mit Rücksicht auf die grosse Blektronegativität des Wasserstoffs
( 2,1),ist es nicht sinnvoll, das Symbol H üaer der
Alkaligruppe A^ erscheinen zu lassen,und die Eintragung in ein
breites PeId, welches von B-, bis Br7 reicht, soll andeuten,dass
das Wasserstoffatom sowohl als Donator ( H+) als auch als Akzeptor
(E"*) eines Elektrons auftritt.
Der bekannte Aussenseiter-Gharakter vieler Elemente in den
ersten Kurzperioden des Systems , im Vergleich au den Homologen.
der langen Perioden , wird im vorliegenden Vorschlag damit unterstrichen, dass die Kurzperioden durch breite "S-räben" von den
'Langperioden getrennt sind. Eine wesentlich gx"*össere chemische
Verwandtschaft, wie sie etwa zwischen Kalium und Eubidium, zwischen
GaIcium und Strontium oder zwischen Chlor und Brom besteht, ergibt
sich sas der besseren Nachbarschaft der entsprechenden Symbole, die nur noch durch eine einfache Linie voneinander ggetrennt
sind.
Diese !Erennlinie fehlt nun wegen der bekannten chemischen
Ähnlichkeiten 'innerHalb der Lanthanidengruppe und der Reihe der
höheren Actiniden (Am und folgende), und man darf mit Rücksicht
den mit Dy+++ und Ho"4"1"*" übereinstimmenden Ionenradius des
evtl. auch zwischen Yttrium und den Lanthaniden (nicht aber
zwischen Sc und Ti) die Trennlinie weglassen. Die./ii Trennlinie
zwischen den Uranmetallen ( Ac, Th, Pa, U, Kp, Pu ) und den
"eigentlichen"Actiniden trägt der Tatsache Rechnung, dass die
Uranmetal]ß vorzugsweise noch d- Elektronen chemisch betätigen
im Gegensatz zu den schwersten Actiniden Im bis Lw *
Da sich das angestrebte Prinzip, chemisch eng verwandte Elemente möglichst eng benachbart anzuschreiben , wegen der eingeschobenen
Lanthanidengruppe gerade für die nachfolgende Serie Zr/Hf - Ifb/Ta - Mo/W nicht realisieren lässt,ohne die Integration
der Lanthaniden aufzugeben,sind die als Polge der "Lanthaniden-Kontraktion"
auftretenden chemische^ Übereinstimmungen hier ausnahmsweise durch punktierte Hilfslinien zum Ausdruck
gebracht worden. Diese Hilfslinien verkürzen sich jedoch von
links nach rechts von Gruppe zu Gruppe, um damit anzudeuten, dass die Wirkungen der la.nthanidenkontraktion langsam ausklingen
und spätestens bei der B2-Gruppe gänzlich erloschen sind.
Es ist seit langer Zeit üblich und keineswegs mißverständlich,
wenn die Gpuppe der Edelgase in vielen Barstellungen des periodischen
Systems doppelt angeschrieben wird,- so dass man erkennt, wie eine Periode mit dem Edelgas endet, die folgende Periode
aber zugleich mit dem gleichen Edelgas beginnt. Dies bedeutet,
dass man dem Symbol für ein Edelgas eine gewisse Yerschiebbarkeit
in der 'lafel einräumt,und zwar vom Ende einer Periode
an den. Anfang der folgenden ·
Bas gleiche.Prinzip sollte ,- und dies ist Gegenstand des
vorliegenden Torschlags,- ausnahmsweise für die Symbole Be,
Mg und Al anwendbar sein* Biese Symbole dürfen also in der Iabelle
,ebenso wie die Edelgase,:doppelt erscheinen,wobei evtl.
ein punktierter lahmen auf der linken oder rechten Seite andeutet,
dass man diese Elemente als entweder zur Α-Gruppe oder zur
B-Gruppe zugehörig ansehen darf. .
Damit gelingt nicht nur eine gewisse Überbrückung der grossen
liücks zwischen den Haupt gruppen der Kur zperioden, sondern es
können auch physikalische und chemische Beziehungen zwischen den "Kopfelementen" dieser Gruppen und den beiden "Seitenlinien"
der chemischen I%railien betont werden. Sat sächlich gibt ^ es zahl-
r - 5 -
reiche solche verwanfitschaften zwischen Beryllium unti Magnesium
mit den eigentlichen Erdalkalien (Oa,Sr,Ba,Ea) einerseits und
der 'Zinkgruppe B2 andererseits, oder zwischen Aluminium und
den Metallen der A3 oder der B3-Gruppe.
Die in Abb. 1 gezeigte neue Tabelle der periodischen Systems der chemischen Elemente hat gegenüber den bisherigen !formen
den didaktischen Vorteil der Übersichtlichkeit, obwohl alle bisher bekannten ( Io4) chemischen Elemente darin aufgenommen
sind.
Von praktischem und didaktischem Wert ist auch die vorgeschlagene Veränderung der '-^abelle sbäE&k äaδn-rph, dass rna η
fHbBT^ei. nand eiäX
Teile davcm herausnimmt oder -gegeneinander soxxEgschiebt, dass
nur noch das einfache Langperiodensystem mach Abb. 2 oder nur
noch das Systemcer Hauptgruppen nach Abb. 3 sichtbar bleibt.
Die vielfältigen Schwierigkeiten,welche bisher einer Verwendung
des yo11ständigen Periodensystem zur Erläuterung der
chemischen und physikalischen Eigenschaften der Elemente - meist aus graphischen ^runden - entgegenstanden, werden durch die
neue Schreibweise wäätgehend behoben * Dies gilt insbesondere
für die Art der Integration der-lanthanides.-., und Actinidenmetalle
nach Abb. 1 und für das Prinzip, chemische Unterschiede durch Trennlinien und vergösserte Abstände , chemische Verwandtschaften
hingegen durch einen Wegfall der Trennlinie oder punktierte
Verbindungslinien zum Ausdruck zu bringen.
Ss ist an eine gewerbliche Verwendung des Gebrauchsmusters insofern gedacht als
Wandtafeln und davon abgeleitete Lehr-Modelle für den Chemie-Unterricht,
handliche i'alttafein für -Naturwissenschaftler' und Ingenieure
und ggf. auch
Lehrspiele zum Einsatz in der Jugend- und Erwachsenenbildung
hergestellt werden sollen.
Claims (1)
- Zum Antrag auf Gebrauchsmustereintragung, IroJiBr-H·!^«- 6 —II· SchutzanspruchDer Gebrauchsmusterschutz wird beantragt fürWandtafeln , dadurch gekennzeichnet,dass Seile der herausnehmbar bezw» verschiebbar ausgebildet sind, derart, dass man aus der vollständigen Form nach Abb£ 1 die gekürzten Formen nach Abb 2 und Abb 3 darstellen kann und dass der Doppelcharakter gewisserv Elemente ( zB Be, %, Al und H ) durch eine wahlweise Placierung demonstriert werden kann·
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1967H0059255 DE1977212U (de) | 1967-06-10 | 1967-06-10 | Wandtafel zur demonstration des periodensystems der chemischen elemente. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1967H0059255 DE1977212U (de) | 1967-06-10 | 1967-06-10 | Wandtafel zur demonstration des periodensystems der chemischen elemente. |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE1977212U true DE1977212U (de) | 1968-01-18 |
Family
ID=33344894
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1967H0059255 Expired DE1977212U (de) | 1967-06-10 | 1967-06-10 | Wandtafel zur demonstration des periodensystems der chemischen elemente. |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1977212U (de) |
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1967
- 1967-06-10 DE DE1967H0059255 patent/DE1977212U/de not_active Expired
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