Our website does not support Internet Explorer.

To get the best experience on our website and of our content, please use a more modern browser like Edge, Chrome, Safari or similar.

Periodiek systeem – het periodiek systeem der elementen

Periodiek systeem – begrijp het periodiek systeem in 9 minuten

Het periodiek systeem telt 118 elementen, maar de jacht op nummer 119 is al geopend. In laboratoria overal ter wereld proberen wetenschappers het zwaarste element te maken.

Shutterstock

Periodiek systeem barst uit zijn voegen

Kort voor nieuwjaar 2015 komt de internationale scheikundige unie IUPAC met een aankondiging die inslaat als een bom in de wereld van de chemie.

Na een paar jaar gegevens en wetenschappelijke artikelen te hebben doorgespit, voegt de IUPAC officieel vier nieuwe elementen, met de nummers 113, 115, 117 en 118, toe aan het periodiek systeem.

De Japanse Nobelprijswinnaar Ryoji Noyori van het onderzoeksinstituut Riken Nishina Center for Accelerator-Based Science, dat element 113 ontdekte, is lyrisch over het nieuws.

‘Voor wetenschappers is dit belangrijker dan een Olympische gouden medaille,’ zegt hij over de ontdekking van de nieuwe elementen.

En zijn enthousiasme is terecht. Het is voor het eerst sinds 2011 dat er elementen aan het periodiek systeem zijn toegevoegd, en voor het eerst in de geschiedenis is het periodiek systeem compleet.

VIDEO: Zo worden superzware elementen in het periodiek systeem gemaakt en gemeten

Het periodiek systeem barst uit zijn voegen doordat wetenschappers superzware elementen hebben weten te maken in het laboratorium. In deze video vertellen Amerikaanse scheikundigen van het Lawrence Berkeley National Laboratory hoe ze superzware elementen maken en meten.

Wie bedacht het periodiek systeem?

Het periodiek systeem werd in 1869 opgesteld door de Russische scheikundige Dmitri Mendelejev. Destijds waren er maar 63 elementen bekend.

Mendelejev ontdekte dat elk zevende element gemeenschappelijke eigenschappen had als hij ze naar gewicht rangschikte.

Op de achterkant van een envelop verdeelde hij de elementen in 18 groepen, de verticale kolommen, naar overeenkomsten in hun scheikundige gedrag.

Horizontaal werden de elementen gerangschikt in perioden, die aangeven hoeveel schillen met elektronen de stoffen om zich heen hebben.

De Russische chemicus liet plekken open in zijn systeem voor elementen die nog niet waren ontdekt.

Toen er steeds meer elementen werden gevonden die in de gaten in de tabel van Mendelejev pasten, kreeg het periodiek systeem brede erkenning.

De bedenker van het periodiek systeem – Dmitri Mendelejev

Dmitri Mendelejev stelde het periodiek systeem in 1869 op. In 1955 werd element nummer 101 naar hem genoemd: mendelevium.

© Wikimedia Commons

Het is echter slechts een kwestie van tijd voor het periodiek systeem opnieuw uitgebreid moet worden.

Overal ter wereld wedijveren scheikundigen om als eerste het periodiek systeem uit te breiden met element 119.

Wat betekenen de getallen in het periodiek systeem?

Pas in 1913, toen Niels Bohr zijn atoomtheorie uit de doeken had gedaan, was er een theoretische verklaring voor het gedrag van elementen.

Bohr stelde dat een atoom uit een kern van protonen en eventueel neutronen bestaat.

Het aantal protonen en neutronen bepaalt het gewicht. De elementen hebben oplopende atoomnummers. Het atoomnummer geeft het aantal protonen in de kern weer.

Het lichtste element is waterstof, dat met een kern van één proton atoomnummer 1 heeft. Het natuurlijke element met het hoogste atoomnummer is plutonium met 94 protonen.

Plutonium werd samen met neptunium (93) eind 1940 toegevoegd aan het periodiek systeem, toen wetenschappers van de University of California, Berkeley de stoffen vormden door uranium te beschieten met neutronen en kernen van deuterium.

PAs jaren later werden deze elementen in zeer kleine hoeveelheden in de natuur aangetroffen.

OVERZICHT: De elementen van het periodiek systeem

Het periodiek systeem

Het periodiek systeem is een systematische rangschikking van de elementen naar atoomnummer. Het periodiek systeem bestaat uit groepen: de hoofdgroepen 1 tot en met 18 vormen de verticale kolommen in het systeem; de horizontale rijen worden perioden genoemd. Elementen uit dezelfde groep hebben vergelijkbare scheikundige eigenschappen. Zo zijn alle elementen uit hoofdgroep 18 edelgassen, terwijl die uit hoofdgroep 17 allemaal halogenen zijn. De perioden van het periodiek systeem zijn de horizontale groeperingen van de elementen. Elementen uit één periode hebben hetzelfde aantal elektronenschillen rond hun atoomkern.

© Shutterstock

Wat is het nut van het periodiek systeem?

Dankzij het periodiek systeem kunnen we de elementen zodanig rangschikken dat makkelijk te zien is hoe verschillende stoffen met elkaar reageren. Zo is natrium zeer explosief en chloor zeer giftig, maar als deze elementen samen natriumchloride vormen, ontstaat er een nuttige verbinding: keukenzout.

De kennis over de interactie van de elementen is van groot belang geweest voor de ontwikkeling van tal van technologieën, materialen, geneesmiddelen en voedingswaren.

Veel hightech producten die onderdeel zijn geworden van ons dagelijks leven maken gebruik van bepaalde eigenschappen van elementen – van flatscreens en zonnecellen (indium en gallium) tot smartphones (tantaal) en brandstofcellen (platina).

Het belangrijkste element in alle moderne elektronica is silicium. Dat is een zogeheten halfgeleider, die een elektrisch geleidingsvermogen heeft tussen dat van een metaal als koper en een isolator als glas. Halfgeleiders vormen de basis van o.a. transistoren, zonnecellen, lichtdioden en digitale en analoge circuits in computers en telefoons.

Veel elementen die in elektronica worden toegepast, zijn zo zeldzaam dat er in de toekomst niet voldoende van geproduceerd kan worden.

Maar mogelijk kunnen de kunstmatig gemaakte elementen van het periodiek systeem, vanaf nummer 94, dat probleem helpen oplossen.

De vijf nieuwste elementen van het periodiek systeem

  • Nihonium (Nh), nr. 113
    In 2004 ontdekten Japanse wetenschappers nihonium, en dat element is genoemd naar hun land van herkomst.
    ‘Nihon’ is Japans voor Japan, en het element is in 2015 officieel toegevoegd aan het periodiek systeem.

  • Moscovium (Mc), nr. 115
    Moscovium werd ontdekt in 2003 door Amerikaanse en Russische onderzoekers. Het werd in 2015 toegevoegd aan het periodiek systeem.
    Het element is genoemd naar de Russische hoofdstad Moskou. Het internationale instituut voor kernonderzoek waar het werd ontdekt, staat in de westelijke wijk Doebna.

  • Tennessine (Ts), nr. 117
    Tennessine werd in 2010 ontdekt in de VS en Rusland. Vijf jaar later kreeg het zijn plekje in het periodiek systeem.
    Het element is genoemd naar de Amerikaanse staat Tennessee omdat het mede ontdekt is door wetenschappers van het Oak Ridge National Laboratory in Tennessee.

  • Oganesson (Og), nr. 118
    Amerikaanse en Russische wetenschappers ontdekten oganesson in 2002, en in 2015 werd het toegevoegd aan het periodiek systeem.
    Het element is genoemd naar de Armeens-Russische scheikundige Joeri Oganesjan.

  • Livermorium (Lv), nr. 116
    Dit element werd in 2000 ontdekt en in 2011 samen met flerovium (114) toegevoegd aan het periodiek systeem. De nummers 114 en 116 werden ontdekt vóór 113 en 115 omdat elementen met een even aantal protonen iets stabieler zijn dan die met een oneven aantal. Daardoor zijn elementen met een even aantal protonen makkelijker te maken.

Kunstmatige elementen breiden het periodiek systeem uit

Zware elementen worden toegepast in rookmelders (americium), kernwapens (plutonium) en nog veel meer, maar kunstmatig geproduceerde superzware elementen vervallen in een fractie van een seconde en zijn daardoor nog niet bruikbaar in de praktijk.

We weten nog niet wanneer het zal lukken om superzware elementen zo te stabiliseren dat ze toepasbaar zijn in materialen. De eerste stap is om elementen met een hoog atoomnummer te maken.

Zo maken wetenschappers nieuwe elementen van het periodiek systeem

Deeltjesversnellers breiden het periodiek systeem uit door lichtere atoomkernen te fuseren en zo superzware elementen te vormen. Dit vergt veel precisie en geëxperimenteer.

Natuurkundigen van het Japanse onderzoekscentrum Riken zijn al op zoek naar element nummer 119, dat de voorlopige naam ununennium draagt.

Volgens Hideto En’yo, de directeur van Riken, zullen element 119 en 120 nog vóór 2023 ontdekt zijn. Het zouden de eerste elementen in de achtste periode van het periodiek systeem worden.

Het periodiek systeem: recordboek van elementen

In de veelzijdige wereld van de elementen hebben sommige stoffen extreme, maar zeer nuttige eigenschappen.

  • Kwik – het vloeibaarste element van het periodiek systeem

    Kwik heeft atoomnummer 80 in het periodiek systeem en is het enige metaal dat vloeibaar is bij kamertemperatuur. Hierdoor is het een bijzondere stof met vele toepassingen.

    Er is kwik aangetroffen in Egyptische graven uit 1500 v.Chr., en in de oudheid werd het voor geneeskundige en cosmetische doeleinden gebruikt. Dat ging niet altijd goed: vele verminkte gezichten waren het gevolg. De stof is namelijk zeer giftig

    Toch wordt kwik toegepast in thermometers, barometers, bloeddrukmeters en andere meetinstrumenten. Ook wordt het glimmende metaal verwerkt in de spiegels van telescopen.

  • Technetium – het eerste kunstmatige element van het periodiek systeem

    Technetium heeft nummer 43 in het periodiek systeem en was het eerste element dat kunstmatig is gemaakt. Alle isotopen zijn radioactief en vervallen daardoor snel na het ontstaan.

    De scheikundige eigenschappen van technetium werden al in 1871 voorspeld door de opsteller van het periodiek systeem, Dmitri Mendelejev, maar pas in 1936 wisten wetenschappers van de universiteit van Palermo in Italië het te maken in het lab.

    De naam technetium komt uit het Grieks en betekent ‘kunstmatig’.

  • Neodymium – het aantrekkelijkste element van het periodiek systeem

    Neodymium is een zilverwit metaal met nummer 60 in het periodiek systeem.

    Het wordt gebruikt om ’s werelds krachtigste magneten te maken, die worden toegepast in harde schijven, koptelefoons en windmolens.

  • Waterstof – het meest voorkomende en lichtste element van het periodiek systeem

    Waterstof is het lichtste element van het periodiek systeem. Daarom heeft het atoomnummer 1. Het vormt 75 procent van alle massa en is daarmee veruit het meest voorkomende element in het heelal.

    Samen met helium is waterstof ook het oudste element: het ontstond tijdens de oerknal, terwijl zwaardere elementen later in sterren werden gevormd.

    Waterstof komt ook op aarde volop voor: alle watermoleculen bevatten twee waterstofatomen, en zo’n 60 procent van alle atomen in ons lichaam zijn waterstofatomen.

Lees ook:

Element 115
Periodiek systeem

Periodiek systeem - Onderzoekers maken een nieuw element

2 minuten
Elementen
Periodiek systeem

Elementen - lees over de fantastische elementen van de aarde.

4 minuten
jod
Periodiek systeem

Het periodiek systeem: Jodium

0 minuten

Log in

Ongeldig e-mailadres
Wachtwoord vereist
Toon Verberg

Al abonnee? Heb je al een abonnement op ons tijdschrift? Klik hier

Nieuwe gebruiker? Krijg nu toegang!

Reset wachtwoord

Geef je mailadres op, dan krijg je een e-mail met aanwijzingen voor het resetten van je wachtwoord.
Ongeldig e-mailadres

Voer je wachtwoord in

We hebben een mail met een wachtwoord gestuurd naar

Nieuw wachtwoord

Enter a password with at least 6 characters.

Wachtwoord vereist
Toon Verberg