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2026-04-08T19:16:05Z

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{| class="float-right"
| {{Erweitertes Periodensystem}}
|}

Das '''erweiterte Periodensystem''' wurde 1969 von [[Glenn T. Seaborg]] vorgestellt. Im Großen und Ganzen entspricht es dem [[Periodensystem|bisherigen Periodensystem]] in Funktion und Aufbau, ergänzt dieses jedoch um [[Chemisches Element|Elemente]] mit [[Ordnungszahl]]en größer als 118 und rückt weitere [[Nebengruppe]]n ein. Da diese zusätzlichen Elemente noch nicht erzeugt wurden, haben sie vorerst [[systematische Elementnamen]]. Außerdem ist es streng nach Belegung der [[Atomorbital|Elektronenorbitale]] sortiert, weshalb sich beispielsweise [[Helium]] (He) auf der linken Seite, rechts neben [[Wasserstoff]] (H) findet und nicht ganz rechts über [[Neon]] (Ne).

== Kernphysik ==
Von einer Erzeugung der in diesem Schema zusätzlich berücksichtigten Elemente mit Ordnungszahlen jenseits 118 ist nichts bekannt. Ihre Erzeugbarkeit durch [[Kernfusion]] gilt jedoch aufgrund theoretischer Überlegungen als sehr wahrscheinlich. Es wird erwartet, dass diese Elemente mit [[Halbwertszeit]]en unterhalb einer Sekunde zerfallen. Einige dieser Elemente sind vermutlich relativ langlebig im Verhältnis zu ihren Nachbarn, da sie auf [[Insel der Stabilität|Inseln der Stabilität]] liegen. Im eigentlichen Sinne „stabile“ superschwere Elemente liegen aber nicht im Bereich dessen, was erwartet wird.

Anomalien und Eigentümlichkeiten, die erst bei größeren Ordnungszahlen eintreten würden (z. B. ab 300 oder 500), können noch nicht zuverlässig vorhergesagt werden.

Historisch wurden [[Neutronenstern]]e mit sehr großen Atomen mit Ordnungszahlen in vielen Zehnerpotenzen verglichen, was aber aufgrund der zusätzlich daran beteiligten physikalischen Phänomene ([[Gravitation]], [[Plasma (Physik)|Plasmabildung]]) als unzulässig gilt.

== Chemie ==
Es wird vermutet, dass die Elemente mit Ordnungszahlen größer als 118 den bekannten Gesetzmäßigkeiten der Elemente niedrigerer Ordnungszahlen folgen. Allerdings ist ihre vermutete [[Lebensdauer (Physik)|Lebensdauer]] zu kurz und die herstellbare Menge zu gering, um chemische oder die meisten physikalischen [[Stoffeigenschaft|Eigenschaften]] (z. B. den [[Aggregatzustand]]) beobachten zu können.

Es wird erwartet, dass bei den Elementen 123 bis 140 nach und nach die 5g-Orbitale und bei den Elementen 122 und 141 bis 153 die 6f-Orbitale aufgefüllt werden. Glenn T. Seaborg prägte für die gemeinsame Gruppe der 5g- und 6f-Elemente den Begriff [[Superactinoide]]. Diese Elemente werden ähnlich den [[Lanthanoide]]n und [[Actinoide]]n eingerückt oder abseits dargestellt. Ähnlich wie bereits bei den Lanthanoiden und Actinoiden ist die genaue Zuordnung zu den Superactinoiden aber auch in der Fachliteratur nicht einheitlich.

Generell wird erwartet, dass die theoretischen chemischen Eigenschaften der schwersten Elemente aufgrund [[Relativistische Effekte in der Chemie|relativistischer Effekte]] nicht unbedingt den Trends der vorhergehenden [[Periode des Periodensystems|Perioden]] folgen müssen. Insofern ist die Zuordnung zu einzelnen Gruppen des Periodensystems eine rein formale Zuordnung. Bisher gilt es aber als ausgeschlossen, dass die Atomkerne lange genug existieren, um eine Elektronenhülle zu haben. Chemische Eigenschaften wären demnach undefiniert bzw. nicht vorhanden.

== Das erweiterte Periodensystem ==
Die untenstehende Tabelle zeigt das Periodensystem in der achten Periode gemäß Seaborgs Annahmen.<ref>{{Literatur | Autor=[[Glenn T. Seaborg]] | Titel=Prospects for Further Considerable Extension of the Periodic Table | Sammelwerk=Journal of Chemical Education | Band=46 | Datum=1969-10 | Seiten=626-634}} Auch zu finden als Abdruck in {{Literatur | Autor=G.T. Seaborg | Titel=Prospects for Further Considerable Extension of the Periodic Table | Sammelwerk=Modern Alchemy: Selected Papers of Glenn T. Seaborg | Hrsg=G.T. Seaborg | Verlag=World Scientific | Datum=1994 | ISBN=9789810214401 | Online={{Google Buch | BuchID=e53sNAOXrdMC | Seite=170 | Hervorhebung=superactinide}}}}</ref><ref>Seaborgs Bezeichnung und Elementbereich wird unter anderem auch in folgendem Buch verwendet: {{Literatur | Autor=D.C. Hofman, D.A. Shaughnessy | Titel=Superheavy Elements | Hrsg=Attila Vértes et al. | Sammelwerk=Handbook of Nuclear Chemistry | Auflage=2 | Verlag=Springer Science & Business Media | Datum=2010 | ISBN=9781441907196 | Online={{Google Buch | BuchID=NQyF6KaUScQC | Seite=1009 | Hervorhebung=superactinide}}}}</ref>

Unter Verwendung des [[Bohrsches Atommodell|Bohrschen Atommodell]] würde die Ordnungszahl ''Z'' = 137 eine maximale Grenze darstellen, da in diesem Modell die Geschwindigkeit ''v'' des Elektrons auf der innersten Bahn gegeben ist durch ''v'' = ''Z''·α·''c'', bei ''Z'' > 137 müsste die Geschwindigkeit des Elektrons höher als die [[Lichtgeschwindigkeit]] ''c'' liegen.<ref>{{Literatur |Autor=Volodymyr Bezverkhniy, Vitaliy Bezverkhniy |Titel=The Speed of Light and the Number of Chemical Elements. |Sammelwerk=SSRN Electronic Journal |Datum=2020 |ISSN=1556-5068 |DOI=10.2139/ssrn.3709471 |Online=https://www.ssrn.com/abstract=3709471}}</ref> Für so hohe Ordnungszahlen müssen jedoch Effekte der relativistischen Quantenmechanik beachtet werden: Nach Berechnungen mithilfe der [[Dirac-Gleichung]] ergibt sich eine maximale Grenze erst in einem Bereich um ''Z'' = 170.<ref>{{Literatur |Autor=O. R. Smits, P. Indelicato, W. Nazarewicz, M. Piibeleht, P. Schwerdtfeger |Titel=Pushing the limits of the periodic table — A review on atomic relativistic electronic structure theory and calculations for the superheavy elements |Sammelwerk=Physics Reports |Band=1035 |Datum=2023-09-25 |Reihe=Pushing the limits of the periodic table — A review on atomic relativistic electronic structure theory and calculations for the superheavy elements |ISSN=0370-1573 |DOI=10.1016/j.physrep.2023.09.004 |Seiten=1–57}}</ref>

Bei den Elementen der achten Periode ist festzustellen, dass gemäß Nefedov<ref>{{Literatur | Autor=V.I. Nefedov, M.B. Trzhaskovskaya, V.G. Yarzhemskii | Titel=Electronic Configurations and the Periodic Table for Superheavy Elements | Sammelwerk=Doklady Physical Chemistry | Band=408 | Nummer=2 | Datum=2006 | Seiten=149–151 | DOI=10.1134/S0012501606060029 | Online=[http://www.primefan.ru/stuff/chem/nefedov.pdf Kopie auf russischer Webseite] | Format=PDF | KBytes=111 | Abruf=2020-07-11}}</ref> bereits bei Element 159 im Grundzustand das erste 9s-Elektron besetzt ist. Im auf relativistischen Hartree-Fock-Slater-Berechnungen basierenden Modell von [[Burkhard Fricke|Fricke]] et al. (1971) und dem wie bei Nefedov auf Dirac-Fock-Berechnungen basierenden Modell von [[Pekka Pyykkö|Pyykkö]] (2011) endet die achte Periode dann erst mit Element 172, dem diese Autoren Edelgas-Verhalten zusprechen, bei dem dann aber bereits zwei 9s- und zwei 9p-Elektronen besetzt sind.<ref>{{Literatur | Autor=[[Burkhard Fricke|Fricke, B.]], [[Walter Greiner|Greiner, W.]] und Waber, J.T. | Titel=The continuation of the periodic table up to Z = 172. The chemistry of superheavy elements | Sammelwerk=Theoret. Chim. Acta | Band=21 | Datum=1971 | Seiten=235-260 | DOI=10.1007/BF01172015}}</ref><ref>{{Literatur | Autor=Pekka Pyykkö | Titel=A suggested Periodic Table up to Z ≤ 172, based on Dirac-Fock calculations on atoms and ions | Sammelwerk=Phys. Chem. Chem. Phys. | Band=13 | Nummer=1 | Datum=2011 | Seiten=161-168 | DOI=10.1039/C0CP01575J | Online=[http://www.chem.helsinki.fi/~pyykko/pekka/PT.pdf preprint-Version von der Homepage des Autors] | Format=PDF | KBytes=164 | Abruf=2020-07-13}}</ref>

{{Anker|G-Block}}Man beachte, dass sich in der achten Periode die Energiebereiche der 5g-, 6f-, 7d- und 8p-Elektronen so dicht aneinander befinden bzw. sich überlappen, dass eine direkte Zuordnung von 123 zu 5g1, 124 zu 5g2 etc., wie sie in der Tabelle unten suggeriert wird, nicht möglich ist. Siehe dazu [[Chemische Elemente der achten Periode#Liste]], wo einige der berechneten Elektronenkonfigurationen aus Nefedov et al. aufgelistet sind.

<div style="overflow: auto;">
{| cellpadding="0" cellspacing="1" style="border-width: 0; font-size: 80%; text-align: center;"
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|- style="text-align: center;"
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|width="25" style="background:#FF6699;"| 3 [[Lithium|Li]]
|width="25" style="background:#FF6699;"| 4 [[Beryllium|Be]]
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|width="25" style="background:#99CCFF;"| 5 [[Bor|B]]
|width="25" style="background:#99CCFF;"| 6 [[Kohlenstoff|C]]
|width="25" style="background:#99CCFF;"| 7 [[Stickstoff|N]]
|width="25" style="background:#99CCFF;"| 8 [[Sauerstoff|O]]
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|width="25" style="background:#99CCFF;"| 10 [[Neon|Ne]]
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|-
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|width="25" style="background:#FF6699;"| 11 [[Natrium|Na]]
|width="25" style="background:#FF6699;"| 12 [[Magnesium|Mg]]
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|width="25" style="background:#99CCFF;"| 13 [[Aluminium|Al]]
|width="25" style="background:#99CCFF;"| 14 [[Silicium|Si]]
|width="25" style="background:#99CCFF;"| 15 [[Phosphor|P]]
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|width="25" style="background:#99CCFF;"| 18 [[Argon|Ar]]
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|-
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|width="25" style="background:#FF6699;"| 19 [[Kalium|K]]
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|width="25" style="background:#CCFF99;"| 21 [[Scandium|Sc]]
|width="800" colspan="32" |
|width="25" style="background:#CCFF99;"| 22 [[Titan (Element)|Ti]]
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|width="25" style="background:#CCFF99;"| 29 [[Kupfer|Cu]]
|width="25" style="background:#CCFF99;"| 30 [[Zink|Zn]]
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|width="25" style="background:#99CCFF;"| 32 [[Germanium|Ge]]
|width="25" style="background:#99CCFF;"| 33 [[Arsen|As]]
|width="25" style="background:#99CCFF;"| 34 [[Selen|Se]]
|width="25" style="background:#99CCFF;"| 35 [[Brom|Br]]
|width="25" style="background:#99CCFF;"| 36 [[Krypton|Kr]]
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|-
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|width="25" style="background:#FF6699;"| 37 [[Rubidium|Rb]]
|width="25" style="background:#FF6699;"| 38 [[Strontium|Sr]]
|width="25" style="background:#CCFF99;"| 39 [[Yttrium|Y]]
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|width="25" style="background:#CCFF99;"| 40 [[Zirconium|Zr]]
|width="25" style="background:#CCFF99;"| 41 [[Niob|Nb]]
|width="25" style="background:#CCFF99;"| 42 [[Molybdän|Mo]]
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|width="25" style="background:#CCFF99;"| 44 [[Ruthenium|Ru]]
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|width="25" style="background:#CCFF99;"| 46 [[Palladium|Pd]]
|width="25" style="background:#CCFF99;"| 47 [[Silber|Ag]]
|width="25" style="background:#CCFF99;"| 48 [[Cadmium|Cd]]
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|width="25" style="background:#99CCFF;"| 50 [[Zinn|Sn]]
|width="25" style="background:#99CCFF;"| 51 [[Antimon|Sb]]
|width="25" style="background:#99CCFF;"| 52 [[Tellur|Te]]
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|width="25" style="background:#99CCFF;"| 54 [[Xenon|Xe]]
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|-
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|width="25" style="background:#FF6699;"| 55 [[Caesium|Cs]]
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|width="25" style="background:#CCFF99;"| 57 [[Lanthan|La]]
|width="25" style="background:#66FFCC;"| 58 [[Cer|Ce]]
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|width="25" style="background:#66FFCC;"| 59 [[Praseodym|Pr]]
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|width="25" style="background:#CCFF99;"| 73 [[Tantal|Ta]]
|width="25" style="background:#CCFF99;"| 74 [[Wolfram|W]]
|width="25" style="background:#CCFF99;"| 75 [[Rhenium|Re]]
|width="25" style="background:#CCFF99;"| 76 [[Osmium|Os]]
|width="25" style="background:#CCFF99;"| 77 [[Iridium|Ir]]
|width="25" style="background:#CCFF99;"| 78 [[Platin|Pt]]
|width="25" style="background:#CCFF99;"| 79 [[Gold|Au]]
|width="25" style="background:#CCFF99;"| 80 [[Quecksilber|Hg]]
|width="25" style="background:#99CCFF;"| 81 [[Thallium|Tl]]
|width="25" style="background:#99CCFF;"| 82 [[Blei|Pb]]
|width="25" style="background:#99CCFF;"| 83 [[Bismut|Bi]]
|width="25" style="background:#99CCFF;"| 84 [[Polonium|Po]]
|width="25" style="background:#99CCFF;"| 85 [[Astat|At]]
|width="25" style="background:#99CCFF;"| 86 [[Radon|Rn]]
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|-
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|width="25" style="background:#FF6699;"| 87 [[Francium|Fr]]
|width="25" style="background:#FF6699;"| 88 [[Radium|Ra]]
|width="25" style="background:#CCFF99;"| 89 [[Actinium|Ac]]
|width="25" style="background:#66FFCC;"| 90 [[Thorium|Th]]
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|width="25" style="background:#66FFCC;"| 91 [[Protactinium|Pa]]
|width="25" style="background:#66FFCC;"| 92 [[Uran|U]]
|width="25" style="background:#66FFCC;"| 93 [[Neptunium|Np]]
|width="25" style="background:#66FFCC;"| 94 [[Plutonium|Pu]]
|width="25" style="background:#66FFCC;"| 95 [[Americium|Am]]
|width="25" style="background:#66FFCC;"| 96 [[Curium|Cm]]
|width="25" style="background:#66FFCC;"| 97 [[Berkelium|Bk]]
|width="25" style="background:#66FFCC;"| 98 [[Californium|Cf]]
|width="25" style="background:#66FFCC;"| 99 [[Einsteinium|Es]]
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|width="25" style="background:#CCFF99;"| 112 [[Copernicium|Cn]]
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|width="25" style="background:#99CCFF;"| 114 [[Flerovium|Fl]]
|width="25" style="background:#99CCFF;"| 115 [[Moscovium|Mc]]
|width="25" style="background:#99CCFF;"| 116 [[Livermorium|Lv]]
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|width="25" style="background:#99CCFF;"| 118 [[Oganesson|Og]]
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|-
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|width="25" style="background:#FF6699;"| 119 [[Ununennium|Uue]]
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|width="25" style="background:#FFCC66;"| 127 [[Unbiseptium|Ubs]]
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|width="25" style="background:#FFCC66;"| 132 [[Untribium|Utb]]
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</div>

== Siehe auch ==
* [[Liste der chemischen Elemente]]

== Literatur ==
* [[Harry H. Binder]]: ''Die Grenzen des Periodensystems der Elemente''. In: ''Lexikon der chemischen Elemente – Das Periodensystem in Fakten, Zahlen und Daten.'' Hirzel, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3, S. 761–767

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Periodensystem| ]]

Erweitertes Periodensystem - Versionsgeschichte

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