Die Atomvorstellung von den Griechen bis zum ... - Julius Plenz

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1 Die Suche nach der „Ursubstanz“ 2 1 Die Suche nach der „Ursubstanz“ Heutzutage haben wir eine sehr genaue Vorstellung vom Aufbau der Atome. Hinter dieser Vorstellung steht jedoch ein sehr langer Entwicklungsprozess. Schon vor mehr als 2500 Jahren stellten die Menschen sich die Frage nach dem Ursprung aller Dinge. 1.1 Griechische Naturphilosophen Besonders die griechischen Philosophen setzten sich mit dieser Frage auseinander und versuchten eine Antwort darauf zu finden, man nennt sie auch „Naturphilosophen“, weil sie sich besonders für die Prozesse und Veränderungen in der Natur interessierten. Sie fragten sich vor allem, wie so viele unterschiedliche Veränderungen in der Natur stattfinden können. Die ersten Naturphilosophen waren der Meinung, dass es einen bestimmten Urstoff geben müsse, der hinter all den Veränderungen stecke. Zu diesen Philosophen gehörten THALES VON MILET (*624 v. Chr., †545 v. Chr.), ANAXIMENES (*570 v. Chr., †526 v. Chr.) und HERAKLIT (*540 v. Chr., †480 v. Chr.). THALES glaubte, Wasser sei der Urstoff für alles Leben auf der Welt, ANAXIMENES hielt die Luft für diesen Urstoff und HERAKLIT wiederum das Feuer. Alle diese Philosophen glaubten also an einen einzigen Urstoff, aus dem alles andere gemacht ist. Als problematisch stellte sich jedoch die Frage heraus, wie sich dieser Stoff zu immer wieder anderen Dingen verändern konnte. Der Philosoph PARMENIDES (*540, v. Chr., †480 v. Chr.) vertrat eine völlig andere Ansicht als diese drei Philosophen. Er behauptete, dass alles, was existiert schon immer da gewesen sein müsse, denn aus Nichts könne nichts werden. Und nichts, was nicht existiert, kann zu Nichts werden. PAR- MENIDES hielt Veränderung für unmöglich und war der Auffassung, dass nichts zu etwas anderem werden könne. Dass aber dennoch Veränderungen in der Natur beobachtbar waren erklärte er damit, dass uns unsere Sinne täuschen und ein falsches Bild vermitteln würden. Mit diesen beiden Gegensätzen befasste sich der Philosoph EM- PEDOKLES (*494 v. Chr., †434 v. Chr.). Er gab beiden Positionen Recht, natürlich könne sich ein bestimmter Stoff nicht zu etwas anderem verändern, dennoch müsse man dem glauben, was man sieht, also seinen Sinnen vertrauen. EMPEDOKLES war der Meinung, dass der Fehler darin lag, dass alle vorherigen Naturphilosophen davon ausgegangen waren, dass es nur einen einzigen Urstoff gebe. Er behauptete, dass die Natur aus insgesamt vier verschieden Grundelementen zusammengesetzt sei: Feuer, Wasser, Luft und Erde. Abb. 1: Die vier Elemente nach EMPEDOKLES Alle Veränderungen in der Natur würden dadurch hervorgerufen, dass diese vier Elemente sich miteinander vermischen und wieder voneinander trennen. So erklärte er gleichzeitig die Veränderung, die unsere Sinne wahrnehmen und auch, dass sich ein bestimmter
1.2 Mittelalter 3 Stoff nicht zu etwas völlig anderem verwandeln kann. EMPEDOKLES vertrat außerdem die Auffassung, dass es in der Natur zwei Kräfte gebe, die die Ursache für das Vermischen und Wieder-Trennen der vier Grundelemente seien – diese Kräfte nannte er „Liebe“ und „Streit“. Einer der letzten großen Naturphilosophen war DEMOKRIT (*460 v. Chr., †370 v. Chr.). DEMOKRIT nahm an, dass alles aus kleinen, unsichtbaren Bausteinen zusammengesetzt ist, von denen jeder ewig und unveränderlich ist. Diese kleinsten Teilchen nannte er Atome (von gr. ατoµoς, unteilbar). DEMOKRIT war der Auffassung, dass es unendlich viele unterschiedliche Atome gibt, manche rund und glatt, andere eckig und krumm, die sich also in Form und Größe unterscheiden. Außerdem ließen sie sich beliebig anordnen, sodass unterschiedliche Dinge entstehen könnten. Atome befänden sich in ständiger Bewegung und würden durch äußere Einflüsse verändert. Die damaligen Philosophen waren jedoch nicht in der Lage ihre Hypothesen durch Experimente zu beweisen. Lange Zeit beschäftigten sich die Menschen nicht mehr mit Grundelementen oder kleinsten Teilchen. 1.2 Mittelalter Um 1400 versuchten die Alchimisten aus Stoffen wie Blei Gold herzustellen, scheiterten jedoch daran. Sie leisteten allerdings große Vorarbeit für die spätere experimentelle Physik. 1.3 Ursprünge der heutigen Atomtheorie Erst 1803 griff der englische Chemiker JOHN DALTON die Idee von DEMOKRIT wieder auf. Dalton gilt damit als der Begründer der modernen Atomtheorie. Er postulierte[1] folgende Materievorstellung, die auch als Kugelmodell bezeichnet wird: 1. Materie besteht aus kleinsten kugelförmigen Teilchen – Atomen. 2. Diese Atome sind unteilbar und können weder geschaffen noch zerstört werden. 3. Alle Atome eines chemischen Elements sind untereinander gleich. Atome unterscheiden sich nur in der Masse von Atomen anderer Elemente. 4. Diese Atome können chemische Bindungen eingehen und aus diesen auch wieder gelöst werden. 5. Das Teilchen einer Verbindung wird aus einer bestimmten, stets gleichen Anzahl von Atomen der Elemente gebildet, aus denen die Verbindung besteht. 2 Das Thomsonsche Atommodell Unmittelbar vor den Erkenntnissen THOMSONS war die Atomphysik geprägt durch die Vorstellungen von DALTON (s.o.). Die Annahme dieses Kugelmodells ermöglichte es, viele wesentliche
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