De bekende tabel die door Dmitri Mendelejev deels is bedacht, heeft al vele updates gehad. Nu komen onderzoekers opnieuw met een andere rangschikking.

Het prijkt al tijden aan de muren van zo’n beetje elk scheikundelokaal: het periodiek systeem der elementen. In deze tabel zijn alle bekende elementen gerangschikt op atoomnummer (de hoeveelheid protonen in hun kern), en het aantal elektronen in hun buitenste laag (de elektronenconfiguratie). Maar volgens wetenschappers van de Kyoto-universiteit moeten de elementen net even anders worden geclassificeerd.

Lees ook:

• Periodiek systeem van technologieën gemaakt
• Vrouw bedenkt haiku voor elk element in periodiek systeem

Elektronenschil

Eerst even een stoomcursus atoomfysica. Atomen zijn opgebouwd uit een kern van protonen en neutronen, omgeven door denkbeeldige banen van elektronen, zogeheten elektronenschillen*. De binnenste schil van een atoom bevat maximaal twee elektronen, de buitenste maximaal acht. In de laatste toestand is het element heel stabiel en zal het niet snel reageren met andere elementen. Dit karakteriseert de achttiende groep, de edelgassen.

* Inmiddels weten we dat elektronen niet in een vaste baan zijn georganiseerd, zoals de planeten rondom de zon draaien. Dit komt doordat een elektron zich niet alleen als deeltje, maar ook als golfverschijnsel gedraagt. Voor het gemak gebruiken we in dit artikel echter de termen schil en baan.

Protonen

In het huidige, klassieke periodiek systeem spelen de elektronen de hoofdrol. Zodra een element een volle schil heeft, begin je aan een nieuwe regel, ofwel een nieuwe periode. Dat zien de Japanse wetenschappers graag anders. Volgens hen moeten we niet kijken naar een stabiele toestand voor de elektronen, maar naar een stabiele toestand voor de protonen. Dan kom je op een andere manier van opschrijven.

Heel rigoureus is dat niet. “De onderzoekers hebben alleen maar de manier waarop je de elementen noteert veranderd, niet de volgorde”, mailt scheikundige Kees Booij desgevraagd. “Het verschil zit hem in het moment waarop je aan een nieuwe periode begint.”

Net als de elektronen, blijken de protonen in de kern ook een stabiele toestand te hebben, alleen dan bij andere aantallen. Booij: “Zo zijn de kernen van nummer 2 (helium), nummer 8 (zuurstof), nummer 20 (calcium) en nummer 28 (nikkel) erg stabiel.” Dit zijn de zogenoemde magische getallen. “De Japanners hebben nou een ‘nieuwe’ manier van opschrijven bedacht waarbij je bij die elementen aan een nieuwe regel (periode) begint.”

De onderzoekers noemen hun periodiek systeem, waarin de protonkernen de hoofdrol spelen, de Nucletouch-tabel.

Booij: “Meer is het niet. De onderzoekers zeggen dus: je kunt ook de elementen op een iets andere manier rangschikken, en dat geeft een frisse kijk.”

Het is niet de eerste keer dat wetenschappers een gooi doen naar een andere notatie van de elementen. Sinds de bekendste variant in 1869 door Mendelejev is gepubliceerd, is het periodiek systeem al tal van keren al dan niet radicaal aangepast. Er is zelfs geopperd om er een piramide, een spiraal of een driedimensionale bloem van te maken.

Bronnen: Interesting Engineering, Popular Mechanics, Kees Booij

Beeld: 123RF

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!