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Das Atommodell von Dalton

1808 formulierte Dalton sein Atommodell, welches scheinbar gegenüber den Überlegungen der griechischen Denker keine grossen Erweiterungen bot:

Atome sind unteilbare, massive Teilchen.

Dalton blieb aber im Gegensatz zu den Griechen nicht bei dieser Formulierung stehen, sondern präzisierte sie und zog daraus wissenschaftlich verwertbare Schlüsse:

  • Elemente bestehen aus Atomen der selben Art.
  • Atome verschiedener Elemente unterscheiden sich durch Gestalt und Gewicht.
  • "Zusammengesetzte Atome" (= Moleküle) bestehen aus Atomen verschiedener Art.
  • Moleküle sind in bezug auf Zusammensetzung und Grösse genau definierte Atomverbände, die Atome verbinden sich dabei in einfachen ganzen Zahlenverhältnissen. Moleküle einer Verbindung sind untereinander identisch.
  • Bei chemischen Reaktionen finden Umordnungen in den Atomverbänden statt, ohne dass die Atome selbst verändert werden.
Nächstes Kapitel
Das Periodensystem: Die Entwicklung.
John Dalton
1766-1844

Dieses Modell schuf erst die Voraussetzung für eine vernünftige Formelsprache, die wiederum notwendig ist für quantitative Betrachtungen - also die Untersuchung von Mengenumsetzungen. Ohne diese quantitativen Betrachtungen ist aber eine Analyse der Zusammensetzung chemischer Verbindungen nicht möglich.
Man konnte vor Dalton zwar schon angeben, dass z.B. Weingeist (Ethanol) aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff besteht, da diese Elemente ebenso wie die zugehörigen Nachweisverfahren bekannt waren.

Die Ermittlung der Formel C2H6O - also der Summenformel - ist nicht möglich, ohne vorauszusetzen, dass Atome miteinander reagieren und sich damit auf das Modell von Dalton und seine Folgerungen zu stützen.
Vor Dalton betrachtete man chemische Reaktionen makroskopisch, d.h. man beobachtete, dass bei der Reaktion von Eisen mit Schwefel Eisensulfid entstand. Das Abstraktionsniveau einer solchen Beobachtung ist nicht höher als bei der Aussage, dass blauer Pudding vermischt mit gelbem Pudding grünen Pudding gibt.

Das im vorigen Kapitel erwähnte Gesetz der konstanten und multiplen Proportionen zwang dazu, eine Deutung zu versuchen, die dem quantitativen Aspekt Rechnung trug. Betrachtet man die Reaktion zwischen Eisen und Schwefel unter einem vordaltonschen Blickwinkel, ist eine Erklärung oberhalb des Puddingniveaus nicht möglich.

Der Schritt in den atomaren Bereich bringt eine ganz einfache Erklärung: reagiert jeweils ein Eisenatom mit einem Schwefelatom, wird sofort klar, dass bei beliebigen umgesetzten Mengen die Mengenverhältnisse gleich sein müssen. Anders als beim Pudding ist es auch gleichgültig, ob einer der beiden Reaktionspartner im Überschuss zugesetzt wird, die überschüssigen Atome reagieren nicht, es entsteht dasselbe Eisensulfid wie bei genau "passenden" Mengenverhältnissen.

Im Schritt vom Sichtbaren weg ist der Grund zu suchen, dass die Chemie erst so spät zu einer systematischen Wissenschaft wurde.
Beobachtungen der Biologie, Astronomie oder Physik lassen sich auf der Ebene des Sichtbaren systematisieren und in Gesetzmässigkeiten fassen. Die Chemie zwingt den beobachtenden Menschen jedoch, die Ebene des Sichtbaren zu verlassen, um zu einer Erklärung des Sichtbaren zu gelangen.

Dieser notwendige Schritt ist es auch, der die Chemie zu einem Fachgebiet macht, das als undurchschaubar und schwierig gilt.

Gemessen am Puddingmodell ist es ausgesprochen verwirrend, dass sich immer nur bestimmte Mengenverhältnisse in chemischen Verbindungen finden.
Gibt man eine Komponente im Überschuss zu, bleibt etwas von ihr über, ohne zu reagieren.
Man stelle sich das mal bei Pudding vor:
1l gelber Pudding + 1l blauer Pudding werden zusammengerührt. Es entsteht 1,6l grüner Pudding; 0,4l blauer Pudding liegt daneben und lässt sich nicht unterrühren.

Da würden sich die Augen des Betrachtenden wohl weit öffnen.
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 last update: 05.11.2007 Quelle: chemie.aabdahl.de/index.php  12399