



DIE NATURWISSENSCHAFTEN 
Herausgegeben von 
Dr. Arnold Berliner una Prof. Dr. August Piitter 

Zweiter Jahrgang. 


Die Radioelemente 
und das periodische System!). 
Von Privatdozent Dr. K. Fajans, Karlsruhe i. B. 
1. Einleitung. 
Das von Mendelejeff und von Lothar Meyer 
aufgestellte periodische System der Elemente ge- 
hört unzweifelhaft zu den wichtigsten Errungen- 
schaften der modernen theoretischen Chemie. 
Nicht nur spielte es vom Augenblick seiner Auf- 
stellung eine fundamentale Rolle als Grundlage 
der Systematik chemischer Elemente, sondern 
seine hohe Bedeutung lag auch darin, daß es sehr 
überzeugend zeigte, daß zwischen den vielen 
chemischen Elementen nahe Beziehungen bestehen 
müssen. Es stellte dadurch die Wissenschaft vor 
ein Problem von großem Reiz, die Natur dieser 
Beziehungen zu ergründen. Aber nur langsam 
schritt die Forschung in dieser Richtung vor- 
wärts, und als ein einigermaßen sicheres Resultat 
konnte man vor kurzem nur die Erkenntnis an- 
sehen, daß wohl allen Elementen dieselbe Ur- 
materie — die Elektrizität — zugrunde liegt. Wie 
für so viele Fragen der neueren Physik lieferte 
auch für dieses chemische Problem die Radio- 
aktivität ganz neue Gesichtspunkte, die sich 
geradezu von selbst ergaben, als es am Anfange 
des Jahres 1913 gelang, die Radioelemente in das 
periodische System einzureihen. 
Zunächst schienen zwar die Radioelemente zu 
den Schwierigkeiten, mit denen das periodische 
System in den Fällen des Jods und Tellurs, des 
Kaliums und Argons und der seltenen Erden zu 
kämpfen hatte, eine neue hinzuzufügen: das Stu- 
dium der radioaktiven Vorgänge führte nämlich 
zur Entdeckung von nicht weniger als ca. 30 
neuen Elementen, denen allen unmöglich im 
System eigene Plätze zugeordnet werden konnten. 
Das Folgende wird das näher erläutern. 
2, Die radioaktiven Elemente. 
Als Herr und Frau Curie das Radium ent- 
deckten, konnten sie bald nachweisen, daß es in 
seinen chemischen Eigenschaften weitgehend dem 
Barium gleicht, und daß es deshalb in dieselbe 
Gruppe wie dieses im periodischen System ge- 
hört. Die Isolierung der reinen Radiumsalze und 
die Bestimmung des Atomgewichtes des Radiums 
ergab den Wert 226, mit welchem dieses neue 
Element sehr gut in die damals freie Stelle in 
der zweiten Gruppe der letzten Horizontalreihe 
des periodischen Systems paßte. In chemischer 
1) Bearbeitet nach einem in der Breslauer chemi- 
schen Gesellschaft am 4. Juli 1913 gehaltenen Vortrag. 
Nw. 1914. 
1. Mai 1914. 
Heft 18. 
Hinsicht bietet also das Radium nichts Neues, 
und das große Aufsehen, das es erregte, rührt be- 
kanntlich nicht von seinen chemischen, sondern 
von seinen radioaktiven Eigenschaften her. 
Das Radium und die übrigen radioaktiven 
Elemente emittieren ganz neuartige Strahlen, 
welche z. B. die Fähigkeit haben, die Luft zum 
Leiter der Elektrizität zu machen, auf die photo- 
graphische Platte wirken und physiologische 
Wirkungen ausüben, die in der heutigen Medizin 
schon eine sehr große Rolle spielen. Das Dunkel, 
das diese am Radium vor sich gehenden Erschei- 
nungen mehrere Jahre nach seiner Entdeckung 
umhüllte, wurde aufgehellt durch die glänzenden 
Arbeiten von Rutherford, der die außerordentlich 
kühne Idee ausgesprochen hat, daß radioaktive 
Elemente einer spontanen Umwandlung unter- 
liegen. Es ist nicht oft einer so bahnbrechenden 
Idee beschieden gewesen, so schnelle allgemeine 
Anerkennung zu finden, wie dies bei der Um- 
wandlungstheorie der radioaktiven Elemente der 
Fall war. Heute nach 10 Jahren ist diese Idee 
keine Hypothese mehr, sondern es ist durch viele 
Versuche endgültig bewiesen, daß das Radium 
und die übrigen radioaktiven Elemente sich in 
einem Umwandlungsprozeß befinden. Man weiß 
heute, daß von einer bestimmten Menge von 
Radiumatomen in einer gewissen Zeit ein ganz 
bestimmter Bruchteil umgewandelt wird. Das 
Radiumatom zerfällt, und zwar in zwei sehr un- 
gleiche Bruchstücke. Es schleudert im Augen- 
blick seiner Umwandlung ein Heliumatom aus, 
dessen Atomgewicht bekanntlich 4,0 ist, und es 
bleibt dabei ein Atom eines neuen Elementes 
zurück, nämlich ein Atom der wegen ihrer medizi- 
nischen Bedeutung wohl bekannten Radiumemana- 
tion. Die Radiumemanation ist ein wirkliches, bei 
gewöhnlicher Temperatur und gewöhnlichem 
Druck gasförmiges Element, hat ein bestimmtes 
Spektrum, und in ihrem chemischen Verhalten 
erinnert sie vollkommen an die von Ramsay ent- 
deckten Edelgase Helium, Neon, Argon, Krypton, 
Xenon, indem sie wie diese mit keinem anderen 
Element chemische Verbindungen eingeht. Die 
Ermittelung des Atomgewichtes der Emanation 
(222) durch Bestimmung ihrer Dichte unter An- 
nahme der Einatomigkeit der Emanation, hat er- 
geben, daß ihr die in der Gruppe der Edelgase 
noch freie Stelle in der letzten Horizontalreihe 
des periodischen Systems zukommt. 
Die Radiumemanation ist nun selbst ein sehr 
unstabiles Element. Sie zerfällt ähnlich dem 
Radium und gibt dabei wiederum Helium ab, wie 
das zuerst in den bekannten klassischen Ver- 
suchen von Ramsay und Soddy nachgewiesen 
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