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Atommodelle

Atommodelle sind alle Vorstellungen über den Aufbau der Atome, insbesondere über die Struktur der Atomhülle. Historisch bedeutsame und sehr anschauliche Atommodelle sind das rutherfordsche Atommodell und das bohrsche Atommodell. Moderne Atommodelle sind dagegen sehr komplex und müssen mit mathematischen Funktionen beschrieben werden.

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Demokrit

* 460 v. Chr.
† 371 v. Chr.

DEMOKRIT (sein richtiger Name lautete DEMOKRITOS von Abdera) zählt zu den größten Philosophen der griechischen Antike. Seine größte Leistung besteht in der Begründung der ersten Atomtheorie, aus der noch heute Teile Gültigkeit besitzen. Daneben gilt er als der Begründer der Induktionslogik.

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Chemie, Altertum

Mit Beginn seines Auftretens in der Natur strebte der Mensch nach einer Verbesserung seiner Lebensbedingungen und nutzte dabei von Beginn an unbewusst chemische Prozesse. Begonnen hat diese Entwicklung mit der Entdeckung des Feuers durch Umwandlung von mechanischer Arbeit in Wärme. Die Beherrschung des Feuers erlaubte die Gewinnung von Metallen sowie keramischen Baumaterialien und trug somit wesentlich zur Sesshaftwerdung der Menschen bei.

Natürlich vorkommende Stoffe wurden schon in frühester Zeit als Arzneistoffe, Farbpigmente, Kosmetika oder wie das Papyrus in Ägypten als Schreibunterlage genutzt. Durch Beeinflussung natürlicher, freiwillig ablaufender Reaktionen gelang den Menschen im Altertum die Herstellung von Wein, Bier oder Essig. Auch natürliche Farbstoffe wurden schon vor Beginn der Zeitrechnung durch „chemische Handwerker“ aufgrund ihrer praktischen Erfahrungen gewonnen.

Die Frage nach dem wissenschaftlichen Hintergrund der Prozesse und dem Aufbau der Stoffe stellten sich griechische und chinesische Naturphilosophen erst kurz vor der Zeitenwende und legten damit den Grundstein für die Herausbildung der Alchemie als Vorläufer der Chemie im Mittelalter.

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Entwicklung der Naturwissenschaften im Mittelalter

Die Zeitepoche vom Ende des weströmischen Kaisertums (476 n. Chr.) oder dem Ende der Völkerwanderungszeit (568 n. Chr.) bis zum Beginn der Renaissance im 15. Jahrhundert wird als Mittelalter bezeichnet. Dabei bezieht sich dieser Begriff in erster Linie auf das „christliche Abendland“, also auf den vom Christentum geprägten europäischen Raum. Aus heutiger Sicht wird das Mittelalter eher negativ bewertet („finsteres Mittelalter“). Man verbindet dies nicht nur mit einer dominierenden Rolle der Kirche, Hexenprozessen und Inqusition, sondern auch mit einem weitgehenden Verlust der wissenschaftlichen und humanistischen Erkenntnisse des Altertums. Oft wird das Ende der Epoche deshalb auch mit dem Fall Konstantinopels im Jahr 1453 durch die Osmanen angesetzt. Damals flohen viele byzantinische Gelehrte in den Westen und brachten viele antike Handschriften und Überlieferungen mit, die im Abendland verloren gegangen waren.

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Wissenschaftliche Leistungen im antiken Griechenland

Schon im alten Ägypten waren im 3. Jahrtausend v. Chr. bedeutende naturwissenschaftliche Erkenntnisse gewonnen und festgehalten worden. Doch die Gelehrten des antiken Griechenland, die seit dem 6. Jh. v. Chr. mit THALES und PYTHAGORAS auftraten, begnügten sich nicht mehr mit einzelnen Erkenntnissen, sondern suchten das Ganze der Natur, ihre Urstoffe und Urkräfte aufzudecken. Sie werden deshalb auch als Naturphilosophen bezeichnet. Durch PYTHAGORAS und die Schule der Pythagoräer wurde die Mathematik entscheidend vorangetrieben. DEMOKRIT führte die Naturprozesse auf kleinste unteilbare Elemente (Atome) zurück; und Aristoteles trug maßgeblich zur Einteilung und Entwicklung unterschiedlicher Naturwissenschaften bei. Weitere hervorstechende Forscher der Antike waren ARCHIMEDES, ERATOSTHENES und PTOLEMÄUS, dessen geozentrisches Weltbild erst im 16. Jh. n. Chr. durch KOPERNIKUS revidiert wurde.

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Anfänge der Chemie im Altertum (250 000 v. Chr. bis zum Beginn der Zeitrechnung)

Mit Beginn seines Auftretens in der Natur strebte der Mensch nach einer Verbesserung seiner Lebensbedingungen und nutzte dabei von Beginn an unbewusst chemische Prozesse. Begonnen hat diese Entwicklung mit der Entdeckung des Feuers durch Umwandlung von mechanischer Arbeit in Wärme. Die Beherrschung des Feuers erlaubte die Gewinnung von Metallen sowie keramischen Baumaterialien und trug somit wesentlich zur Sesshaftwerdung der Menschen bei.

Natürlich vorkommende Stoffe wurden schon in frühester Zeit als Arzneistoffe, Farbpigmente, Kosmetika oder wie das Papyrus in Ägypten als Schreibunterlage genutzt. Durch Beeinflussung natürlicher, freiwillig ablaufender Reaktionen gelang den Menschen im Altertum die Herstellung von Wein, Bier oder Essig. Auch natürliche Farbstoffe wurden schon vor Beginn der Zeitrechnung durch „chemische Handwerker“ aufgrund ihrer praktischen Erfahrungen gewonnen.

Die Frage nach dem wissenschaftlichen Hintergrund der Prozesse und dem Aufbau der Stoffe stellten sich griechische und chinesische Naturphilosophen erst kurz vor der Zeitenwende und legten damit den Grundstein für die Herausbildung der Alchemie als Vorläufer der Chemie im Mittelalter.

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Die Entwicklung der Naturwissenschaften in der Antike

Wie kein anderes Lebewesen ist der Mensch in der Lage, sich ein Bild von der Welt zu machen. Dieses Weltbild schließt Erfahrungen aus der Vergangenheit ein und gestattet Vorhersagen für die Zukunft. Menschen wissen, dass sie geboren wurden und dass sie sterben müssen, Staunen und Zweifel lassen den Menschen die Frage nach dem Sinn des Lebens und der Welt stellen. Dieses Streben nach Erkenntnis wird durch Sprache und Schrift vertieft und führte schon in den ersten Hochkulturen in Ägypten, im Zweistromland, in Iran, in Indien und in China zu Denkschulen und Glaubenstraditionen, in denen sich Philosophie, Religion und Mythologie vermischten.

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Demokrit

* 460 v. Chr.
† 371 v. Chr.

DEMOKRIT (sein richtiger Name lautete DEMOKRITOS von Abdera) zählt zu den größten Philosophen der griechischen Antike. Seine größte Leistung besteht in der Begründung der ersten Atomtheorie, aus der noch heute Teile Gültigkeit besitzen. Daneben gilt er als der Begründer der Induktionslogik.

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Entwicklung der Vorstellungen vom Atom

Bereits in der Antike gab es Vorstellungen darüber, dass die Stoffe aus sehr kleinen Teilchen bestehen könnten. Sie wurden als Atome (atomos (griech.) = das Unteilbare) bezeichnet. Über viele Jahrhunderte spielte aber diese Idee keine Rolle. Erst im 18. und 19. Jahrhundert wurde im Zusammenhang mit der Entwicklung der Wärmelehre und der Elektrizitätslehre die Frage nach den elementaren Bausteinen der Stoffe wieder aufgegriffen. Die Frage, ob Atome nur ein Modell sind oder tatsächlich existieren, konnte aber erst in den ersten beiden Jahrzehnte des 20. Jahrhundert entschieden werden.

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Raum und Zeit in der klassischen Physik

Auffassungen über Raum und Zeit entwickelten schon die Philosophen der Antike. Entscheidende Schritte wurden mit der Herausbildung der klassischen Mechanik gegangen, insbesondere mit den Arbeiten von ISAAC NEWTON. Er postulierte einen absoluten Raum und eine absolute Zeit. Beide sollten unendlich ausgedehnt sein und unabhängig voneinander existieren. Erst ab Ende des 19. Jahrhunderts wurden diese Auffassungen infrage gestellt und mit der Relativitätstheorie von EINSTEIN neue Auffassungen über Raum und Zeit entwickelt.

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