2.2.1 Atomvorsellung der Antike und Daltons Atomtheorie

Atomvorstellungen seit der Antike

Über das Wesen der Materie machten sich Menschen wohl schon zu allen Zeiten ihre Gedanken. Die Vorstellung, dass alles Materielle aus kleinsten Teilchen, also Atomen besteht, tauchte nachweislich erstmals bei griechischen Philosophen auf. Die bedeutendsten Atomisten unter ihnen waren Leukipp aus Milet (um 450 v.Chr.) und Demokrit von Abdera (ca. 460 – 370 v.Chr.). Nach ihrer Vorstellung bestand die materielle Welt aus sehr kleinen, nicht sichtbaren Bausteinen, die sich nicht mehr weiter zerteilen lassen. Solche Teilchen nannten sie Atome (abgeleitet vom griechischen Wort „atomos“ = unteilbar). Unterschiedlich waren die Atome nach damaligen Vorstellungen lediglich in Größe und Form. So sollten einige Haken und Ösen besitzen, andere eingebuchtet oder nach außen gewölbt sein, wieder andere spitz, eckig, rund oder gebogen sein.

Diese Atome befinden sich nach Demokrit in ständiger Bewegung, stoßen gegeneinander, verhaken sich, wobei durch ihre zeitweiligen Verbindungen alle Erscheinungsformen der Materie entstehen sollten.

Erst im Mittelalter kam es, angeregt durch neue Entdeckungen (Luftdruck, Vakuum), zu einer Neubelebung antiker Atomvorstellungen.

Der erste rechnerische Versuch, die Größe eines Atoms abzuschätzen stammt aber erst aus dem Jahre 1646, als der Geistliche Johann C. Magnien die Zahl der Atome eines 3 mm großen Weihrauchkornes aus der beim Verbrennen freigesetzten Rauchmenge auf etwa 10⁹ schätzte. Im 17. und 18. Jahrhundert verfestigten sich auf Grund zahlreicher Entdeckungen und gezielter Experimente die Vorstellung von Atomen als kleinsten Teilchen. Alte Ideen, etwa die der vier „Elemente“ Luft, Feuer, Erde und Wasser oder die Phlogiston-Theorie (Phlogiston sollte ein Stoff sein, der bei allen Verbrennungen freigesetzt wird) wurden abgelöst.

Daltons Atomtheorie

Ein wesentlicher Schritt in Richtung auf unsere heutigen Vorstellungen vom stofflichen Aufbau der Materie wurde mit der Entdeckung gemacht, dass sich Atome zu Molekülen verbinden können.

Der englische Chemiker John Dalton (1766 – 1844) entwickelte zwischen 1803 und 1808 ausgehend von Experimenten und damals bekannten Gesetzen einen noch heute weitgehend gültigen Atom- und Elementbegriff. Danach sind Elemente Stoffe, die aus nur einer einzigen Atomart bestehen. Alle Atome eines Elements sind also identisch. Sie entstehen in chemischen Reaktionen weder neu noch werden sie dabei zerstört. Chemische Verbindungen sind Atomkombinationen aus mehreren Elementen, wobei deren Atome in einfachen Zahlenverhältnissen auftreten.

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Elementschreibweise nach Dalton 1 = Wasserstoff, 2 = Magnesium, 3 = Sauerstoff, 4 = Schwefel, 5 = Ammoniak, 6 = Kohlendioxid