Für Laien ist es eine kaum zu überblickende Ansammlung von Zahlen und Buchstaben, für Experten eine wichtige Grundlage, um chemische Reaktionen voraussehen zu können: das Periodensystem der Elemente. In diesem Jahr feiert es seinen 150. Geburtstag. LANXESS-Mitarbeiter Hermann Sicius zählt zu den weltweit renommiertesten Experten für dieses Thema.

Herr Sicius, 150 Jahre Periodensystem – wie ist diese Übersicht, die wohl jeder aus dem Chemieunterricht kennt, eigentlich entstanden?

Zwei Forscher – der Russe Dmitri Mendelejew und der Deutsche Lothar Meyer – arbeiteten damals nahezu zeitgleich an dem Modell. Mendelejew war mit der Publikation seiner Ergebnisse aber schneller und gilt deshalb als Erfinder des Periodensystems. Er hat damit vor 150 Jahren ein System entwickelt, dessen Aufbau in seinen Grundzügen bis heute gültig ist. Und er hat in der Übersicht sogar Platz für Elemente gelassen, die zu seinen Lebzeiten noch gar nicht entdeckt waren beziehungsweise mit den damals zur Verfügung stehenden technischen Mitteln nicht erzeugt werden konnten. Theoretisch kann das Periodensystem unendlich fortgeführt werden.
Welche Eigenschaften muss ein Element erfüllen, damit es in die Übersicht aufgenommen wird?

Wichtigstes Kriterium: Der Darstellungsweg des Elements beziehungsweise seiner Nuklide muss reproduzierbar sein. Weltweit gibt es nur wenige Labors, die gezielt an der Entdeckung neuer Elemente forschen – eines davon ist das GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt, Deutschland. Weitere gibt es in Russland, den USA und in Japan. Kurz erklärt: In einer Beschleunigeranlage wird ein aus Atomen eines definierten chemischen Elements bestehendes ‚Target‘ so lange mit Nukliden eines anderen Elements „beschossen“, bis durch Kernfusion daraus Nuklide eines neuen Elements entstehen. Dieses Experiment muss unter Verwendung der gleichen Nuklide sowie unter Einhaltung identischer Bedingungen in einem anderen kernphysikalischen Labor nachvollzogen werden können. Gelingt die Reproduktion, gilt das Element als entdeckt.

Und wo kommen die teils ungewöhnlichen Elementnamen her?

Hier gilt seit einigen Jahren die Regel, dass das Labor, das den Stoff entdeckt hat, auch den Namen geben darf. Darmstadtium ist zum Beispiel nach dem Standort des GSI benannt. Manchmal sind auch berühmte Chemiker Namensgeber wie zum Beispiel die österreichische Physikerin Lise Meitner, nach der das „Meitnerium“ benannt ist.

Welche Elemente sind für LANXESS besonders wichtig?

LANXESS hat sich in Richtung Synthesechemie entwickelt – von den Grundchemikalien werden deshalb zunehmend weniger genutzt. Wir haben gerade eine Bestandsaufnahme und gemacht und festgestellt, dass von den aktuell 118 Elementen rund 25 eine wichtige Rolle für LANXESS spielen. Phosphor ist zum Beispiel in der Produktion von Grundstoffen für die Synthese von Pflanzenschutz- oder von Flammschutzmitteln sehr wichtig. Ohne Eisen gäbe es kein Bayferrox®, und Chrom spielt beispielsweise bei Lederchemikalien oder auch für die Produktion von anorganischen Grün-Pigmenten eine große Rolle.

Sie setzen sich schon seit vielen Jahren intensiv mit dem Periodensystem auseinander. Haben Sie so etwas wie ein Lieblingselement?

Ich finde tatsächlich alle spannend! Privat habe ich mir seit 1974 eine Elemente-Sammlung aufgebaut. Meine Leidenschaft reicht also weit zurück. Aus wissenschaftlicher Sicht finde ich die Lanthanoide sehr interessant. Diese sind auch unter dem Namen „Seltenerdmetalle“ bekannt; sie spielen in aktuellen technischen Entwicklungen eine immer größere Rolle. Elementen wie Dysprosium und Holmium wird ein riesiges Zukunftspotenzial in Hochleistungs-magneten, beispielsweise in Windkraftanlagen, zugeschrieben. Weitere Einsatzfelder der Seltenerden sind Smartphones oder Plasmabildschirme.

Sie beherrschen das Periodensystem aus dem Kopf – ist das bei allen Chemikern der Fall?

Nein, wahrscheinlich nicht. Da gehört schon viel Passion dazu, das gesamte System auswendig zu lernen. In der Regel kennen Chemiker wahrscheinlich die Eigenschaften der Elemente, mit denen sie häufig zu tun haben. Aber bei aller Leidenschaft: Das Periodensystem ist nur ein Bestandteil der Chemie. Um sich für die Chemie richtig zu begeistern, muss man sie spüren und sehen – und das geht am besten beim Experimentieren. Das ist vor allem für den Chemieunterricht an Schulen aus meiner Sicht ein wichtiger Ansatz.

Was beschäftigt Sie denn aktuell im Jubiläumsjahr des Periodensystems?

Gerade arbeite ich an einer ergänzten Neuauflage und Zusammenfassung meiner bisherigen Bücher zu einem großen Handbuch. Das bedeutet viel Recherche und Zusammentragen neuer Forschungsergebnisse. Geplant ist ein Erscheinungstermin im Spätherbst. Meine Freizeit ist also gerade gut ausgefüllt!