Was bedeutet die Zahl vor dem Elementsymbol?

Abb. 1 Die Notenwerte

Was haben denn Noten mit Chemie zu tun? Das denkst du vielleicht beim Betrachten der Abb. 1. Wenn du im Musikunterricht gelernt hast, was diese Zeichen bedeuten, sind Noten für dich kein „Buch mit sieben Siegeln“. Genau so ist es mit dem Periodensystem mit seinen vielen Zahlen und Buchstaben. Wie die Notenschrift ist das Periodensystem mit den Elementsymbolen ein universelles System, das auf der ganzen Welt verstanden wird!

Historische Entwicklung

Im letzten Kapitel hast du schon die Systematik des Periodensystems kennengelernt. Neben der Anordnung der damals bekannten Elemente war es für die Wissenschaftler (und die wenigen Wissenschaftlerinnen) der Frühen Neuzeit auch wichtig, für jedes Element einen Platzhalter, ein Symbol, zu finden. Anfang des 19. Jahrhunderts schlug John Dalton, der auch die Atomhypothese entwickelt hat, für jedes Element einen besonderen Kreis vor. Bei Verbindungen wurden die verschiedenen Kreise dann aneinandergereiht. Berzelius verbesserte/vereinfachte 1814 dieses System, indem er den Anfangsbuchstaben des lateinischen (oder griechischen) Namens als Symbol vorschlug. Im Lateinischen heißt Sauerstoff Oxygenium (im Griechischen oxygenion), daher lautet das Symbol O. Wenn zwei Elemente mit dem gleichen Buchstaben anfangen, wird ein weiterer Buchstabe des Namens hinzugefügt. Dieser zweite Buchstabe wird immer klein geschrieben: Kohlenstoff (carbo) C, Kupfer (cuprum) Cu.  

Im Verlauf der letzten 200 Jahre sind mehr als die Hälfte der heute bekannten Elemente entdeckt worden (Abb. 2). Die Entdecker dürfen einen Namen vorschlagen, die IUPAC-Kommission legt den Namen und das Elementsymbol dann endgültig fest. So gibt es im Periodensystem Elemente mit Länder- oder Ortsnamen und auch Bezeichnungen, die an wichtige Forscherinnen und Forscher erinnern. Das Element Mendelevium Md (Ordnungszahl 101) wurde nach Mendelejew, einem der beiden Entdecker des Periodensystems, benannt.

CC-BY-NC-ND / Andy Brunning ;

Einen besonderen Rekord stellt der Ort Ytterby in der Nähe von Stockholm (Schweden) auf: in dort gefundenen Mineralien konnten vier neue Elemente entdeckt werden (Yttrium Y, OZ 39; Terbium Tb, OZ 65; Erbium Er, OZ 68 und Ytterbium Yb, OZ 70)

Ausblick

Bei den Namen von Elementen findest du zum Beispiel Germanium (von einem Deutschen gefunden) oder Americium (für Amerika). Nur EIN Name bezieht sich nicht auf Nordamerika oder Europa: das Element Nihonium (Ordnungszahl 113, Symbol Nh) wurde nach einem alten Namen für Japan (Nippon) benannt. Andere Erdteile sind nicht vertreten.

Nur zwei Elemente sind nach Frauen benannt worden. Auch hier besteht Nachholbedarf!

Systematik der Elementsymbole

Die Elementsymbole werden stets mit lateinischen Buchstaben geschrieben. Durch Angabe von Zahlen kannst du angeben, wie viele Atome des jeweiligen Elements in einer Verbindung vorkommen: Kohlenstoffdioxid wird mit der Formel $\ce{CO2}$ abgekürzt, nicht als $\ce{COO}$.

Die Formel von Wasser ist auf der ganzen Welt gleich und wird von allen verstanden. Die Bezeichnungen sind in den verschiedenen Sprachen natürlich unterschiedlich.

• Formel: \(\ce{H2O}\)
• Deutsch: Wasser
• Griechisch: νερο (vero)
• Russisch:  Вода (voda)
• Chinesisch: 水 (Shui)
• Arabisch: ماء (ma')

Den chemischen Elemente ist jeweils ein chemisches Symbol bzw. chemisches Zeichen zugeordnet, welches das entsprechende Element eindeutig abkürzt. Diese Symbole sind international und damit sprachunabhängig und schriftunabhängig gültig. Gleichzeitig bildet das Symbolsystem die Grundlage für das chemische Formelsystem.

Allgemeines

Jedes Element kann damit eindeutig an Hand des Symbols zugeordnet werden, das aus einem, zwei oder drei Buchstaben besteht, beginnend mit einem Großbuchstaben, gefolgt von Kleinbuchstaben.

Insbesondere seit langem bekannten Elementen sind dabei Symbole zugeordnet, die sich nicht sofort mit dem Elementnamen assoziieren lassen. Der Grund hierfür liegt in den historischen Namen dieser Elemente, die ihren Ursprung meist in der griechischen oder lateinischen Bezeichnung haben. Im Zuge der internationalen Vereinheitlichung wurden die Symbole für diese Elemente übernommen, während die Namen der Elemente in verschiedenen Sprachen unterschiedlich sind (zum Beispiel Eisen: Ursprung Ferrum, englisch iron, spanisch Hierro. Für alle Sprachen gilt: Symbol Fe).

Nachfolgend sind die Symbole, die Namen und gegebenenfalls der auf das Elementsymbol bezogene Ursprung der bekannten Elemente dargestellt. Im Anschluss daran finden sich Anmerkungen zu den erweiterten Symbolen mit hoch- und tiefgestellten Zahlen, zu den Nuklid-Symbolen sowie zu den systematischen Symbolen bisher noch nicht benannter bzw. unbenannter Elemente.

Tabelle: Symbole der chemischen Elemente

Alphabetische Liste der Elementsymbole mit Elementnamen, Ordnungszahlen und gegebenenfalls der Symbolherkunft. Eine grafische Auflistung zeigt das Periodensystem der Elemente.

Erweiterte Symbole

E sei das Symbol für ein beliebiges chemisches Element. Ohne weitere Angaben symbolisiert E ein einziges, ungeladenes Atom. Das Zeichen kann um 4 Angaben - platziert an den vier Ecken des Symbols - erweitert werden:

* Anzahl (rechts unten):
Eine rechts unten angebrachte Indexzahl wird auch als stöchiometrischer Faktor bezeichnet und gibt Auskunft über die Anzahl der Atome, bezogen auf das symbolisierte Element. H2 bedeutet also das Vorliegen einer Einheit (meist ein Molekül) aus zwei Wasserstoffatomen.

* Ladungszahl (rechts oben):
Ein Atom eines Elements E ist ohne Angabe einer Ladungszahl ungeladen und damit elektrisch neutral; formal ist die Ladungszahl hierbei 0. Durch Aufnahme bzw. Abgabe elektrischer Ladungen in Form von Elektronen erhöht sich die negative bzw. positive Ladung. Die Ladungszahl ergibt sich dabei aus der Anzahl der aufgenommenen (Symbol: -) bzw. abgegebenen (Symbol +) Elektronen. Ein Eisenatom der Ladungszahl 2+ hat zwei Elektronen abgegeben und wird mit Fe2+ symbolisiert. Einfache Ladungen werden nur mit dem Ladungszeichen gekennzeichnet: Cl- (Ladungszahl gleich minus 1).

Eine alternative Symbolik erfolgt unter Verwendung römischer Zahlen, wobei das positive Ladungszeichen weggelassen werden kann: +2 = II, +1 = I, -1 = -I, -2 = -II usw. Ein FeIII ist ein dreifach positiv geladenes Eisen-Ion.

* Ordnungszahl (links unten):
Die Ordnungszahl OZ eines Elements wird in der Regel nicht mit angegeben, da sie für ein gegebenes Element immer gleich ist. Anwendung findet die Symbolik jedoch häufig in der Kern- bzw. Atomphysik, meist im Zusammenhang mit der Massenzahl, um z. B. bei Elementumwandlungen eine Änderung der Protonenzahl (= OZ) zu veranschaulichen.

* Massenzahl (links oben):
Die Massenzahl ist die Gesamtheit der Neutronen und Protonen im Atomkern, entspricht in etwa dem Atomgewicht und kennzeichnet eine bestimmte Atomsorte (Isotop bzw. Nuklid) des betrachteten chemischen Elements.

Kategorie: Chemische Elemente

Aktualisiert am 02. Februar 2020.

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