Woraus setzt sich Materie zusammen?
Grundlagen:
Die Frage nach dem Aufbau der Materie ist sehr alt. Im folgenden serden einige
Theorien kurz angerissen
| Die vier Elemente Feuer-Wasser, Luft-Erde Diese Theorie taucht am ausgeprägtesten erstmals bei Empedokles, einem giechischen Philosophen im 5. Jh. v. Chr. auf. Alle Materie besteht aus den 4 Grundelementen, die gleichzeitig auch die Eigenschaften der Materie bestimmen. Genau genommen wird nicht wirklich zwischen dem Bestandteil und der Eigenschaft unterschieden. |
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| Atommodell des Demokrit 4. Jh. v. Chr. Erstmals taucht bei ihm der Begriff des Atoms auf. Er versteht darunter eine vielzahl verschieden schwerer und geformter kleinster untrennbarer Teilchen, aus denen sich jedes Material zusammensetzt. Die Formen der Atome entsprechen den Eigenschaften des Materials, runde Formen sind weicher, wärmer, echige härter und kälter. |
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| Das Dalton-Modell Der Element-Begriff Der Naturforscher und Lehrer Dalton führte erstmals den Begriff des Elementes präzise ein und trennte damit den Bestandteil von dessen Eigenschaft. Jedes chemische Element besteht aus nur einer Sorte von Atomen, die alle gleich sind. Damit ließen sich insbesondere viele chemische Phänomene gut erklären. |
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| Thomsonsches Atommodell Rumpf und Elektron Die Entdeckung des Elektrons legte es zum ersten Mal nahe, dass die Atome nicht unteilbar sind. Thomson postulierte 1903, dass Atome aus negativ geladenen Elektronen und einem postitiven Rumpf bestehen. Über das Aussehen dieses Rumpfes machte er keine Aussagen. Oft wird dieses Modell auch als "Rosinenkuchen" bezeichnet, d.h. in einem (positiv geladenen) Teig befinden sich die (negativ geladenen) Elektronen wie Rosinen eingeschlossen. |
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| Rutherfordsches Atommodell Kern und Elektron Der rutherfordsche Streuversuch legte 1911 nahe, dass Atome viel weniger Massiv sind, als alle vorherigen Modelle es angenommen haben. Rutherfords kühne Schlussfolgerung war, dass die Materie nur aus einem winzigen Kern und ebenfalls winzigen darum kreisenden Elektronen besteht. Die (negativ geladenen) Elektronen werden vom (positiv geladenen) Kern angezogen und bewegen sich wie in einem Planetensystem um eine Sonne. |
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| Bohrsches Atommodell Besetzungsregeln Der Däne Niels Bohr stellte 1913 Regeln auf, die erklären konnten, wie sich die Elektronen um den Atomkern anordneten. Damit konnten alle damals bekannten Eigenschaften der Materie, insbesondere chemische Prozesse, Leuchterscheinungen und die Struktur des Periodensystems der Elemente erklärt werden. |
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| Orbitalmodell Form der Elektronenwolken Die Quantenmechanik der 1920er Jahre erschuf ein komplexes Modell für die Physik in sehr kleinen Strukturen, z.B. in Atomen. Man löste sich vom eigentliche Teilchenbegriff. Elektronen waren nicht mehr kleine geladene Kugeln, die um einen Kern kreisen, sondern räumlich verteilte Wolken. Insbesondere konnte die Quantenmechanik die Form dieser Wolken herleiten und damit sogar die Form vieler Moleküle und die Struktur von Kristallen erklären. |
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