Entwicklung der Atomtheorie

Frühe Atomtheorie

Obwohl die Idee des Atoms erstmals von Demokrit im vierten Jahrhundert v. Chr. vorgeschlagen wurde, taugten seine Vermutungen nicht zur Erklärung chemischer Phänomene, da es keine experimentellen Beweise für sie gab. Erst in den späten 1700er Jahren begannen die ersten Chemiker, chemisches Verhalten mit Hilfe des Atoms zu erklären. Joseph Priestly, Antoine Lavoisier und andere legten den Grundstein für die Chemie. Sie zeigten, dass sich Stoffe zu neuen Materialien verbinden können. Es war der englische Chemiker John Dalton, der die Teile des Puzzles zusammensetzte und 1803 eine Atomtheorie entwickelte.

Daltons Atomtheorie enthält fünf Grundannahmen:

• Alle Materie besteht aus winzigen Teilchen, den Atomen. Dalton und andere stellten sich die Atome, aus denen sich alle Materie zusammensetzt, als winzige, feste Kugeln in verschiedenen Bewegungsstadien vor.
• Atome sind unzerstörbar und unveränderlich. Die Atome eines Elements können nicht erzeugt, zerstört, in kleinere Stücke geteilt oder in Atome eines anderen Elements umgewandelt werden. Dalton stützte diese Hypothese auf das Gesetz der Massenerhaltung, das von Antoine Lavoisier und anderen um 1785 aufgestellt wurde.
• Die Elemente werden durch das Gewicht ihrer Atome charakterisiert. Dalton schlug vor, dass alle Atome desselben Elements das gleiche Gewicht haben, so dass jedes einzelne Atom eines Elements wie Sauerstoff mit jedem anderen Sauerstoffatom identisch ist. Atome verschiedener Elemente, wie Sauerstoff und Quecksilber, unterscheiden sich jedoch voneinander.
• Bei chemischen Reaktionen verbinden sich Atome in kleinen, ganzzahligen Verhältnissen. Experimente, die Dalton und andere durchführten, wiesen darauf hin, dass chemische Reaktionen in genauen und wohldefinierten Verhältnissen zwischen den Atomen ablaufen.
• Wenn Elemente reagieren, können sich ihre Atome in mehr als einem ganzzahligen Verhältnis verbinden. Dalton nutzte diese Annahme, um zu erklären, warum sich die Verhältnisse zweier Elemente in verschiedenen Verbindungen, wie Sauerstoff und Stickstoff in Stickstoffoxiden, um ein Vielfaches voneinander unterschieden.

John Daltons Atomtheorie wurde allgemein akzeptiert, weil sie die Gesetze der Massenerhaltung, eindeutige Verhältnisse, mehrfache Verhältnisse und andere Beobachtungen erklärte. Obwohl heute Ausnahmen von Daltons Theorie bekannt sind, hat sich seine Theorie – mit einigen Änderungen – über die Jahre hinweg recht gut gehalten.