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Geschichtliche Grundlagen der Chemie: Unterschied zwischen den Versionen
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== Das Molekül == | == Das Molekül == | ||
Das [[Molekül]] des [[Wasser]]s ist bekanntlich nach der Formel H<sub>2</sub>O aufgebaut. Wasser als chemische Verbindung wurde zum ersten Mal synthetisiert, als [[Henry Cavendish]] im 18. Jahrhundert ein Gemisch aus Wasserstoff und Luft zur Explosion brachte (siehe [[Knallgas]]-Reaktion). Ihre endgültige Gestalt erhielt diese Formel anfangs des 19. Jahrhunderts, und zwar durch [[Alexander von Humboldt]] gemeinsam mit [[Louis Joseph Gay-Lussac]] durch mehrere Experimente. | |||
Die beiden erwarteten dabei die Bestätigung der bisherigen Annahme, das Molekül setze sich aus jeweils einem [[Atom]] der beiden bekannten [[chemisches Element|chemischen Element]]e [[Wasserstoff]] (H) und [[Sauerstoff]] (O) zusammen, also HO. Sie stellten dabei zu ihrer Überraschung fest, dass sich genau zwei Volumenteile Wasserstoffgas mit einem Volumenteil Sauerstoffgas zu Wasser verbinden.<ref>https://de.wikipedia.org/wiki/Joseph_Louis_Gay-Lussac#Physikalische_Chemie</ref> Zudem erhielten sie nach Auslösung der Verbrennung der beiden Gase aber nicht ''ein'' Volumen Wasserdampf, sondern deren ''zwei''. Sie schlossen daraus, vorerst noch mit gewisser Unsicherheit, dass die Formel H<sub>2</sub>O laute, und nicht etwa H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>. Die weiteren Erfahrungen mit anderen chemischen Reaktionen und Verbindung seither zeigten, dass sie mit ihrer Analyse richtig lagen. | |||
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Die Entdeckung von Serien ähnlicher Elemente wie zum Beispiel der [[Metalle]] war der erste Schritt, der schließlich im [[19. Jahrhundert]] zur Entwicklung des [[Periodensystem]]s der chemischen Elemente führte. | |||
Die Entwicklung des [[Periodensystem]]s begann mit einer Erkenntnis von [[Wolfgang Döbereiner]], der 1819 durch normales Wägen feststellte, dass das Gewicht von [[Strontium]] ziemlich genau in der Mitte zwischen jenem von [[Calcium]] und [[Barium]] liegt. Er übertrug dies als Verhältniszahl auf die Gewichte der einzelnen Atome ([[Atommasse]]n) der drei Leichtmetalle. Döbereiner bemerkte auch, dass diese ähnliche chemische Eigenschaften aufweisen. Etwas später wurden solche Systematiken auch bei anderen Elementen erkannt, letztlich auch bei gasförmigen: Aus den Volumen-Verhältnissen bei Gas-Reaktionen konnten Zahlen-Verhältnisse der Atome in den jeweiligen Molekülen festgelegt werden ( | Die Entwicklung des modernen Periodensystems begann mit einer Erkenntnis von [[Wolfgang Döbereiner]], der 1819 durch normales Wägen feststellte, dass das Gewicht von [[Strontium]] ziemlich genau in der Mitte zwischen jenem von [[Calcium]] und [[Barium]] liegt. Er übertrug dies als Verhältniszahl auf die Gewichte der einzelnen Atome ([[Atommasse]]n) der drei Leichtmetalle. Döbereiner bemerkte auch, dass diese ähnliche chemische Eigenschaften aufweisen. Etwas später wurden solche Systematiken auch bei anderen Elementen erkannt, letztlich auch bei gasförmigen: Aus den Volumen-Verhältnissen bei [[Gas]]-Reaktionen konnten Zahlen-Verhältnisse der Atome in den jeweiligen Molekülen festgelegt werden ([[Satz von Avogadro]]), so dass auch die Atommassen daraus abgeleitet werden konnten. Im 20. Jahrhundert konnte dies mit einigen kleineren Abweichungen durch direktes Messen mit der [[Massenspektroskopie]] bestätigt werden. | ||
1869 stellten dann [[Lothar Meyer]] und [[Dimitri Mendelejew]] fest, dass die Eigenschaften der Elemente in systematischer und periodischer Weise wechseln, wenn sie nach zunehmender Atommasse angeordnet werden. Dem typischen Metall [[Lithium]] etwa folgen Elemente mit immer weniger ausgeprägtem Metall-Charakter, dann Nichtmetalle, nachher wieder typische Metalle, usw. Durch Untereinander-Setzen von Elementen mit ähnlichen chemischen Eigenschaften erhielten die beiden Chemiker so das ''Periodensystem''. Allerdings erkannte Mendelejew Lücken in dieser Systematik - fehlende Elemente, die erst später gefunden und ergänzt werden konnten. | 1869 stellten dann [[Lothar Meyer]] und [[Dimitri Mendelejew]] fest, dass die Eigenschaften der Elemente in systematischer und periodischer Weise wechseln, wenn sie nach zunehmender Atommasse angeordnet werden. Dem typischen Metall [[Lithium]] etwa folgen Elemente mit immer weniger ausgeprägtem Metall-Charakter, dann Nichtmetalle, nachher wieder typische Metalle, usw. Durch Untereinander-Setzen von Elementen mit ähnlichen chemischen Eigenschaften erhielten die beiden Chemiker so das ''Periodensystem''. Allerdings erkannte Mendelejew Lücken in dieser Systematik - fehlende Elemente, die erst später gefunden und ergänzt werden konnten. | ||
Das Periodensystem der heutigen Form entwickelte allerdings erst [[Henry Moseley]] endgültig. Er stellte 1913 fest, dass nicht die Atommasse, sondern die Kernladungszahl, auch [[Ordnungszahl]] genannt (die [[Proton]]enzahl im Atomkern), die korrekte Reihenfolge der Elemente bestimmt. Die Kernladungszahlen eruierte er, indem er sah, dass sich diese aus den Linien des [[Röntgen]]-Spektrums herauslesen lassen (''Moseley'sches Gesetz''). | Das Periodensystem der heutigen Form entwickelte allerdings erst [[Henry Moseley]] endgültig. Er stellte 1913 fest, dass nicht die Atommasse, sondern die Kernladungszahl, auch [[Ordnungszahl]] genannt (die [[Proton]]enzahl im Atomkern), die korrekte Reihenfolge der Elemente bestimmt. Die Kernladungszahlen eruierte er, indem er sah, dass sich diese aus den Linien des [[Röntgen]]-Spektrums herauslesen lassen (''Moseley'sches Gesetz''). | ||
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Aktuelle Version vom 16. September 2024, 10:41 Uhr
Der Artikel Geschichtliche Grundlagen der Chemie versucht die Frage zu beantworten, welches die Wurzeln der heutigen Erkenntnisse auf dem Gebiet der Chemie sind. Aus der Alchemie des Mittelalters hat sich im Laufe des 17. und 18. Jahrhunderts die moderne Chemie entwickelt.
Das Molekül
Das Molekül des Wassers ist bekanntlich nach der Formel H2O aufgebaut. Wasser als chemische Verbindung wurde zum ersten Mal synthetisiert, als Henry Cavendish im 18. Jahrhundert ein Gemisch aus Wasserstoff und Luft zur Explosion brachte (siehe Knallgas-Reaktion). Ihre endgültige Gestalt erhielt diese Formel anfangs des 19. Jahrhunderts, und zwar durch Alexander von Humboldt gemeinsam mit Louis Joseph Gay-Lussac durch mehrere Experimente.
Die beiden erwarteten dabei die Bestätigung der bisherigen Annahme, das Molekül setze sich aus jeweils einem Atom der beiden bekannten chemischen Elemente Wasserstoff (H) und Sauerstoff (O) zusammen, also HO. Sie stellten dabei zu ihrer Überraschung fest, dass sich genau zwei Volumenteile Wasserstoffgas mit einem Volumenteil Sauerstoffgas zu Wasser verbinden.[1] Zudem erhielten sie nach Auslösung der Verbrennung der beiden Gase aber nicht ein Volumen Wasserdampf, sondern deren zwei. Sie schlossen daraus, vorerst noch mit gewisser Unsicherheit, dass die Formel H2O laute, und nicht etwa H2O2. Die weiteren Erfahrungen mit anderen chemischen Reaktionen und Verbindung seither zeigten, dass sie mit ihrer Analyse richtig lagen.
Periodensystem
Die Entdeckung von Serien ähnlicher Elemente wie zum Beispiel der Metalle war der erste Schritt, der schließlich im 19. Jahrhundert zur Entwicklung des Periodensystems der chemischen Elemente führte. Die Entwicklung des modernen Periodensystems begann mit einer Erkenntnis von Wolfgang Döbereiner, der 1819 durch normales Wägen feststellte, dass das Gewicht von Strontium ziemlich genau in der Mitte zwischen jenem von Calcium und Barium liegt. Er übertrug dies als Verhältniszahl auf die Gewichte der einzelnen Atome (Atommassen) der drei Leichtmetalle. Döbereiner bemerkte auch, dass diese ähnliche chemische Eigenschaften aufweisen. Etwas später wurden solche Systematiken auch bei anderen Elementen erkannt, letztlich auch bei gasförmigen: Aus den Volumen-Verhältnissen bei Gas-Reaktionen konnten Zahlen-Verhältnisse der Atome in den jeweiligen Molekülen festgelegt werden (Satz von Avogadro), so dass auch die Atommassen daraus abgeleitet werden konnten. Im 20. Jahrhundert konnte dies mit einigen kleineren Abweichungen durch direktes Messen mit der Massenspektroskopie bestätigt werden.
1869 stellten dann Lothar Meyer und Dimitri Mendelejew fest, dass die Eigenschaften der Elemente in systematischer und periodischer Weise wechseln, wenn sie nach zunehmender Atommasse angeordnet werden. Dem typischen Metall Lithium etwa folgen Elemente mit immer weniger ausgeprägtem Metall-Charakter, dann Nichtmetalle, nachher wieder typische Metalle, usw. Durch Untereinander-Setzen von Elementen mit ähnlichen chemischen Eigenschaften erhielten die beiden Chemiker so das Periodensystem. Allerdings erkannte Mendelejew Lücken in dieser Systematik - fehlende Elemente, die erst später gefunden und ergänzt werden konnten.
Das Periodensystem der heutigen Form entwickelte allerdings erst Henry Moseley endgültig. Er stellte 1913 fest, dass nicht die Atommasse, sondern die Kernladungszahl, auch Ordnungszahl genannt (die Protonenzahl im Atomkern), die korrekte Reihenfolge der Elemente bestimmt. Die Kernladungszahlen eruierte er, indem er sah, dass sich diese aus den Linien des Röntgen-Spektrums herauslesen lassen (Moseley'sches Gesetz).
Siehe auch
Literatur
- H.R. Christen: Allgemeine Chemie
Andere Lexika
Wikipedia kennt dieses Lemma (Geschichtliche Grundlagen der Chemie) vermutlich nicht.