Zwei Leitideen sind unausrottbar: Einheit und Ordnung. Zur Einheit fühlen sich eher Gedanken wälzende Philosophen hingezogen, Ordnung bevorzugen der alltäglichen Erfahrung zugewandte Naturforscher. Zum Periodensystem der Elemente kam die Chemie erst, als sie die von Griechisch und Latein erstickten Schulstuben verliess.

Aber die Geschichte ist natürlich verzwickter. Man lässt sie mit Leukipp und Demokrit (460–371) beginnen, zwei griechischen Philosophen, die mit der Idee spielten, die Welt könnte aus kleinen, unteilbaren Teilchen, den Atomen, zusammengesetzt sein. Der Atomismus taucht immer wieder, allerdings in verschiedener Gestalt, in der Ideengeschichte auf. Und die europäische Neuzeit erreichte er eher als Verlierer.

Die Konkurrenz war zu stark: die klassischen vier Elemente Erde, Wasser, Feuer, Luft und die geheimnisvolle fünfte Substanz, die Quintessenz, die es nur in himmlischen Sphären gab. Aristoteles und Co. behaupteten ihren Platz in der Naturphilosophie hartnäckig.

Chemie-Genie und die Guillotine

Es brauchte die Hartnäckigkeit von Antoine-Laurent Lavoisier (1743–1794) und Kollegen, die schliesslich herausfanden, dass Luft eine Mischung aus Stickstoff und Sauerstoff war, Wasser eine Verbindung von Wasserstoff und Sauerstoff und Feuer eine Reaktion von irgendwas mit Sauerstoff war. Die Französische Revolution übrigens, die wir der Menschenrechte halber bewundern, war für die Geschichte der Naturwissenschaft eine Katastrophe: Lavoisier, einer der brillantesten Köpfe der Wissenschaft, den es je gab, musste 1794 den Gang zur Guillotine antreten.

Immerhin war von da an klar, dass es viel mehr als vier oder fünf Elemente geben musste (aber wie viele?). Ruhm in der Chemie verschaffte man sich fortan, indem man neue Elemente entdeckte oder besser: isolierte. Denn in reiner Form kommen nur die wenigsten in der Natur vor.

Aber je mehr Elemente man entdeckte, desto stärker wurde das Verlangen, sie irgendwie in eine Ordnung zu bringen. (Fast) alle Menschen verlangt es nach Ordnung, den Rest nennt man bösartigerweise Messies. Dabei haben sie vielleicht nur eine andere Antwort auf die Frage, was eine Ordnung ausmacht: ihr Prinzip. Ordnungsliebende Menschen bevorzugen die leere Fläche und den rechten Winkel. Recht armselige Prinzipien. Und vor allem keine, die man brauchen kann, um Ordnung in der Natur zu schaffen.

Aber was ist ein brauchbares Prinzip? Der unglückliche Lavoisier ordnete die zu seinen Lebzeiten bekannten 33 Elemente (allerdings hatte er auch ungeeignete Kandidaten drin wie Licht oder Kreide) in vier Spalten an: Gase, Metalle, Nichtmetalle und Erden. Dem deutschen Chemiker Johann Wolfgang Döbereiner (1780–1849) fiel auf, dass sich die Metalle Lithium, Natrium und Kalium ähnlich verhielten (sie reagieren heftig mit Wasser), auch Schwefel, Tellur und Selen tun solches (in Verbindung mit Sauerstoff stinken sie stark). Er hatte keine Ahnung, warum das so war, aber «Triaden» (Dreiheiten) sind kein schlechtes Ordnungsprinzip.

1860 fand der berühmte Chemiker-Kongress in Karlsruhe statt. Dort betraten die Helden des Periodensystems, wie wir es kennen, die Bühne: Dimitri Mendelejew (1834–1907), Lothar Meyer (1830–1895) und Stanislao Cannizzaro (1826–1910). Heute geniessen die beiden Ersten den Ruhm, den Italiener kennt man kaum mehr.

Dabei hatte er auf dem Karlsruher Kongress ein bisschen für Ordnung gesorgt, Atome und Moleküle voneinander unterschieden und den Keim gelegt zur Idee, dass die Atommasse (früher Atomgewicht) bei der Erklärung chemischer Prozesse eine wichtige Rolle spielt.

In der Natur spielt die Musik

Die Elemente anhand ihrer Atommassen aufzulisten, versuchten auch andere. Der Engländer John Newlands (1837–1898) sah 1863 – inspiriert durch die westliche Musik, in der nach sieben Tönen die Oktave auftaucht – eine Anordnung in sieben Spalten und acht Zeilen. Bekannt zu seiner Zeit waren 63 Elemente – zu viele für sein musikalisches Modell. Eine neue Zeile mochte er nicht einfügen, lieber stopfte er mehrere Elemente ins selbe Häuschen, bis das System wunderbar aufging.

Immerhin war sein Prinzip der Periodizität, dass sich bestimmte Dinge regelmässig wiederholten, fruchtbar. 1864 schlug Lothar Meyer eine Tabelle mit 28 Elementen vor. Nach der Saga soll Mendelejew sich ein Kartenspiel mit den Elementen angefertigt haben, mit dem er Patiencen legte, bis das System sich einstellte. Nach tagelangem Kartenspiel soll er am 17. Februar 1869 erschöpft eingeschlafen sein.

Die perfekte Ordnung erschien ihm im Traum. Warum er als Entdecker des PSE gilt, ist sein Mut zur Lücke. Er begriff, dass einige Elemente nicht am falschen Ort waren, sondern dass dazwischen noch ein paar fehlten. Gallium, Scandium, Germanium füllten denn auch brav die vorgesehenen Lücken. Am 6. März 1869 wurde Mendelejews Paper vorgelesen – sein Verfasser war gerade unterwegs auf dem Land, um die russische Käse-Herstellung zu optimieren.

92 Elemente kommen in der Natur vor, die Elemente bis 118 konnten im Labor erzeugt werden. Das Prinzip funktioniert. Über die endgültige Anordnung streitet sich die Wissenschaft noch immer. Und so wie das Periodensystem in den Schulzimmern hängt, hatte es Mendelejew auch noch nicht vor Augen. Aber den Entdeckerruhm, den behielt er.

Kein Nobelpreis für das PSE

Die Chemie ist nicht völlig humorlos. Mendelejew und Nobel «liegen» nebeneinander im PSE (Mendelevium, Md 101 und Nobelium, No 102), aber einen Nobelpreis erhielt Mendelejew nie. 1905 erweiterte man Paragraph 2, dass den Preis nur bekomme, wer im laufenden Jahr etwas Bahnbrechendes entdeckt hätte, dass auch Kandidaten berücksichtigt werden könnten, deren frühere Entdeckungen durch aktuelle Forschungsergebnisse aufgewertet worden seien. Die Entdeckung der Edelgase hätte Mendelejew eigentlich den Preis bringen müssen, finden Chronisten.

Schliesslich fiel die wichtigste Entdeckung der Chemie einem Hochtemperaturofen zum Opfer. Bedacht wurde 1906 der Franzose Henri Moissan (1852–1907), der unter anderem ein solches Ding erfunden hatte. Nominiert war Mendelejew schon. Zwei Argumente verhinderten seine Nobilitierung.

Man könne ihm den Preis nicht geben, solange Cannizzarro noch lebe, ihm sei schliesslich die bahnbrechende Idee des PSE zu verdanken. Und das zweite Argument: Mendelejew hätte einen Hang zur Spekulation gehabt (was durchaus zuweilen zutraf). Dass ein Paracelsus-(Al-)Chemiker in ihren Preisträgerlisten auftauchen könnte, das war für einige Mitglieder des NobelKomitees 1906 schlicht zu viel. Und 1907 war Mendelejew tot.