Atommodelle von der Antike bis zur Renaissance

Atommodelle von der Antike bis zur Renaissance

"Vielleicht ist das Atommodell mehr ein Rechenschema als eine Zustandsrealität"

A. Sommerfeld (1868-1951)

Anschauliche Modelle sind als Erleichterung der Berechnung sinnvoll, solange sie nicht widerlegt und überarbeitet wurden. Solange kein anderes zutreffendes Modell gefunden ist, können auch zwei widersprüchliche Modelle nebeneinander existieren, um verschiedene Sachverhalte Berechnen zu können (etwa Licht einerseits als Welle andererseits als Teilchen).

Die Entwicklung der Atommodelle

Antike

Erste Atommodelle

Thales von Milet (625-545 v.Chr.)

unteilbare kleinste Bauteile der Materie (Atome)

gemeinsamer Urgrund aller Dinge (in Form von Materie: Wasser)

Versuch die Welt nach einem einheitlichen Grundprinzip zu verstehen

Anaximander von Milet (611-546 v.Chr.)

Urgrund ist ein wesenloser Urstoff der bei Umformung zur Substanz wird

Anaximenes von Milet

alle Stoffe lassen sich durch Verdünnung (Feuer) und Verdichtung (Wind, Wasser, Erde, Stein) von Luft (dem Urstoff) erklären

Heraklit von Ephesus (550-480 v.Chr.)

Feuer ist die materielle Grundlage und die bewegende Kraft zugleich

Materie ist eine besondere Form der Energie (man kann Elementarteilchen aus Energie erzeugen) => für Feuer = Energie entspricht die Annahme heutigen Erkenntnissen

Empedokles aus Akragas

Grundstoffe sind Erde, Wasser, Luft und Feuer

jeder Stoff besteht aus den Grundstoffen mit verschiedenen Mischungsverhältnissen

bewegende Kräfte sind Liebe und Streit (Mischung und Trennung)

Aristoteles übernahm Empedokles' Modell

die Grundstoffe können als Repräsentanten der Aggregatzustände betrachtet werden: fest, flüssig, gasförmig und Feuer als Energie

Anaxagoras (500-428 v.Chr.)

es gibt unendlich viele verschiedene Urstoffe

die bewegende Kraft ist der Geist

Atomistisches Weltbild

Leukipp von Milet (~450 v.Chr.)

die Stoffe bestehen aus voneinander abgegrenzten Teilchen mit leeren Räumen dazwischen

die Vielseitigkeit der Realität entsteht durch die unterschiedliche Lage und Anordnung des Urstoffes

Demokrit von Abderat (~460-370 v.Chr.)

die Atome bewegen sich im leeren Raum, können sich berühren, vereinigen und trennen, wobei das Atom selbst erhalten bleibt

die Bewegung und Umlagerung der Atome folgt nach bestimmten Gesetzen

nach heutigen Erkenntnissen sind die Atome nicht die kleinsten Teilchen, sondern setzen sich aus Elementarteilchen zusammen

Atome sind keinesfalls unzerstörbar bzw. unwandelbar (z.B. Nukleartechnologie)

Renaissance (Wiederbelebung der Antike)

Ab der Renaissance galt es nicht Spekulationen aufzustellen, wie es in der Antike üblich war, sondern die Theorie durch Experimente zu untermauer, so daß die Theorien sich ordnen und weitere Theorien und Experimente dadurch angeregt werden.

Während der Renaissance wurden vor allem durch die "kinetische Gastheorie" und die "quantitative Untersuchung über das Zustandekommen von chemischen Verbindungen" das Interesse an Atommodellen geweckt. Laut der "kinetischen Gastheorie" sind Gase sich rasch bewegende Teilchen die gegeneinanderstoßen, wobei die Gesamtsumme der kinetischen Energie gleich bleibt. Bei der Untersuchung von "chemischen Verbindungen" ging es um die Frage welche Elemente sich nicht durch irgendwelche Mittel zerlegen lassen.

Gassendi (1592-1655)

Atome unterscheiden sich in Größe und Gestalt und haften aneinander wg. besonderen Beschaffenheiten der Oberflächen

deutete Wärme und Kälte atomistisch

Dalton (1766-1844)

Luft hat in allen gemessenen Höhen die selbe Zusammensetzung

Materie besteht aus unteilbaren Atomen

Jedes Element besteht aus einer besonderen, für dieses Element charakteristischen, Art von untereinander gleichen Atomen => es gibt so viele verschiedene Atomarten wie Elemente

Atome sind umwandelbar

wenn zwei oder mehrere Elemente eine Verbindung eingehen, so bestehen die kleinsten Teilchen dieser Verbindung aus einer bestimmten Anzahl von Atomen jedes Elements (Moleküle)

bei chemischen Prozessen werden Atome weder geschaffen noch zerstört, sondern lediglich umgelagert

Gesetz der Erhaltung der Masse

Gesetz von festen Massenverhältnissen (Molekülverbindungen)

Gesetz der vielfachen Massenverhältnisse (2H:1O bei Wasser)

Gay-Lussac (1778-1850)

Volumina der an einer chemischen Umsetzungen beteiligten gasförmigen Stoffe verhalten sich bei gleichbleibendem Druck und Temperatur wie kleine ganze Zahlen

Avogadro (1776-1856)

Gleiche Volumina idealer Gase enthalten bei gleichem Druck und Temperatur die gleiche Anzahl von Atomen bzw. Molekülen

Das einfachste Atommodel:

Atome sind

kugelförmig

gleichmäßig

mit Materie erfüllt

vollkommen elastisch

Atome sind als Massenpunkte nach den Gesetzen der klassischen Mechanik zu behandeln

das Modell ermöglicht Berechnungen von / durch

Masse und Durchmesser der Atome

das Gesetz von der Erhaltung der Massen