Atom ist nicht gleich Atom: Sie unterscheiden sich in der Anzahl der Protonen und Neutronen im Kern und der Elektronen in der Hülle.

Man sortiert daher Atome in einem „Periodensystem” nach steigender Protonenzahl (Ordnungszahl). Wasserstoff hat nur ein Proton, er belegt also den ersten Platz oben links. Im Element Neon (zweite Reihe ganz rechts) finden sich dagegen schon zehn Protonen, seine Ordnungszahl ist folglich 10. Das letzte natürliche Element ist Uran. In seinem Kern drängen sich 92 Protonen.

Sortierung nach chemischen Eigenschaften

Für die Chemie spielt der Atomkern aber nur eine Nebenrolle: Mit seiner Kernladung legt er die Anzahl der Hüllen-Elektronen fest. Denn für jedes hinzugefügte Proton muss auch ein Hüllen-Elektron her - insgesamt ist das Atom schließlich elektrisch neutral. Chemisch verwandte Elemente stehen im Periodensystem unter einander. Die Verwandten des Neon, also, Helium, Argon, Krypton und Xenon sind eingefleischte Singles. Sie gehen als Edelgase keine chemischen Bindungen ein.

Immer schön der Reihe nach: Im Periodensystem sind die Elemente nach aufsteigender Protonenzahl sortiert. Alle Elemente mit den Ordnungszahlen 95 und höher sind künstlich hergestellte Elemente. Einige Elemente - Technetium, Promethium, Astat, Neptunium und Plutonium - wurden zuerst künstlich hergestellt. Später wurde auch ihr natürliches Vorkommen nachgewiesen.

In den senkrechten Spalten des Periodensystems, „Gruppen” genannt, haben die Elemente sehr ähnliche chemische Eigenschaften. Warum ist das so? Hauptgrund: Die gleiche Anzahl von Valenzelektronen, also den Elektronen der äußersten Elektronenschale. Bei Edelgasen ist diese Valenzschale voll besetzt. Was heißt das?

Kein Platz in der Valenzschale

Die Natur verbietet es, beliebig viele Elektronen in die Elektronenschalen eines Atoms zu packen. Vielmehr gibt es für jede Schale eine Höchstzahl, mit der die Schalen gefüllt werden können. Die erste Schale im Atom kann maximal zwei Elektronen aufnehmen. Ist diese gerade voll und gibt es keine weiteren Elektronen im Atom, dann ist das einfachste Edelgas entstanden: das Helium.

Stabil, aber einsam

Die zweite Schale fasst schon acht Elektronen. Mit den beiden aus der ersten Schale braucht es also zehn Elektronen für die nächste Edelgas-Konfiguration, nämlich die des Neon. Die Edelgas-Gruppe steht im Periodensystem ganz rechts, alle Elemente dieser Gruppe haben voll besetzte Valenzschalen: Es zeigt sich, das volle Elektronenschalen besonders stabil sind. Deshalb gehen Edelgase nur schwer chemische Bindungen mit anderen Stoffen ein. Sie sind die Singles im Periodensystem. Stimmt die Chemie? Elektronen gehen Bindungen ein. Anders als die Edelgase ist die Gruppen der Alkalimetalle für ihre Bindungsfreudigkeit bekannt. Dazu gehören Lithium, Natrium, Kalium…