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Atome, Struktur

Die erste Hälfte des 20. Jahrhunderts stand ganz im Zeichen der Kernphysik und der Quantenchemie. Die neu entdeckten radioaktiven Strahlen ermöglichten neue Experimente, die zur rasanten Weiterentwicklung des Atommodells von RUTHERFORD (1911) über BOHR (1913) bis hin zum modernen quantenmechanischen Atommodell (1927) führten. Das verbesserte Verständnis der Struktur der Materie wird auch an der Weiterentwicklung der Bindungstheorie deutlich.
Durch kernchemische Experimente wurden neue Elemente entdeckt, darunter das hoch radioaktive Plutonium. Während des 2. Weltkriegs stellten sich Chemiker und Physiker in den Dienst des Militärs und entwickelten neue Sprengstoffe, giftige Kampfstoffe sowie die erste Atombombe.
Biochemiker erkundeten die Strukturen von Naturstoffen und konnten diese nach und nach im Labor synthetisieren. Beispiele sind die Eiweiße, die Vitamine und die Hormone, deren Wirkprinzipien in biochemischen Prozessen erkannt wurden. Außerdem gewann die Synthese von Arzneistoffen (Antibiotika, Schmerzmittel etc.) zunehmend an Bedeutung und wurde ebenfalls industriell durchgeführt.
Die chemische Industrie erlebte einen ungeahnten Aufschwung, da neben Medikamenten auch der Bedarf an Erdölprodukten stieg. Diese wurden sowohl zu Kraftstoffen verarbeitet als auch zu den neuen Werkstoffen des 20. Jahrhunderts, den makromolekularen Kunststoffen. Das Zeitalter der Plaste, Elaste und Kunstfasern begann in den 30er-Jahren mit der Beherrschung der großtechnischen Synthesen von PVC, Nylon, Polyurethanen und Siliconen.

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Vito Volterra

* 03.05.1860 in Ancona (Italien)
† 11.10.1940 in Rom

Sein mathematischer Forscherdrang und seine analytische Intelligenz verblüfften zunächst nur seine Eltern und Lehrer. Denn der aus ärmlichen Verhältnissen stammende VITO VOLTERRA setzte sich bereits als 13-Jähriger mit dem Dreikörperproblem auseinander.

Doch schon zehn Jahre später, im Jahr 1883, wurde er Professor für Mechanik in Pisa. Den Lehrstuhl für Mathematische Physik in Rom erhielt er 1900. Damals war noch nicht abzusehen, dass er ab 1926 als Begründer der VOLTERRA-Regeln seinen festen Platz in der Forschung finden würde. Neben zahlreichen Projekten wie Untersuchungen zur Elastizitäts- und Potenzialtheorie, partiellen Differenzialgleichungen, Funktionentheorie und Integralgleichungen, befassten sich seine Forschungen überwiegend mit der Analysis.

Und so wurden seine Berechnungen zur Populationsdynamik in den Räuber-Beute-Beziehungen wegweisend für die Verhaltensökologie. Nahezu parallel, wenn auch unabhängig voneinander, entwickelte im Jahr 1925 der österreichisch-amerikanische Mathematiker ALFRED JAMES LOTKA (1880 –1949) ebenfalls diese drei Gesetze. Dank der VOLTERRA- oder auch LOTKA-VOLTERRA-Regeln wurde erstmals die Entwicklung von Populationen unter interspezifischer Konkurrenz auf quantitative Aspekte untersucht und es konnten allgemeingültige Schlussfolgerungen gezogen werden.
Auch wenn die drei Regeln gewissen Einschränkungen unterliegen, können mit ihnen auch komplexere Beziehungen grob abgeschätzt werden.

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Die Aufklärung der inneren Struktur der Atome (1901-1950)

Die erste Hälfte des 20. Jahrhunderts stand ganz im Zeichen der Kernphysik und der Quantenchemie. Die neu entdeckten radioaktiven Strahlen ermöglichten neue Experimente, die zur rasanten Weiterentwicklung des Atommodells von RUTHERFORD (1911) über BOHR (1913) bis hin zum modernen quantenmechanischen Atommodell (1927) führten. Das verbesserte Verständnis der Struktur der Materie wird auch an der Weiterentwicklung der Bindungstheorie deutlich.
Durch kernchemische Experimente wurden neue Elemente entdeckt, darunter das hoch radioaktive Plutonium. Während des 2. Weltkriegs stellten sich Chemiker und Physiker in den Dienst des Militärs und entwickelten neue Sprengstoffe, giftige Kampfstoffe sowie die erste Atombombe.
Biochemiker erkundeten die Strukturen von Naturstoffen und konnten diese nach und nach im Labor synthetisieren. Beispiele sind die Eiweiße, die Vitamine und die Hormone, deren Wirkprinzipien in biochemischen Prozessen erkannt wurden. Außerdem gewann die Synthese von Arzneistoffen (Antibiotika, Schmerzmittel etc.) zunehmend an Bedeutung und wurde ebenfalls industriell durchgeführt.
Die chemische Industrie erlebte einen ungeahnten Aufschwung, da neben Medikamenten auch der Bedarf an Erdölprodukten stieg. Diese wurden sowohl zu Kraftstoffen verarbeitet als auch zu den neuen Werkstoffen des 20. Jahrhunderts, den makromolekularen Kunststoffen. Das Zeitalter der Plaste, Elaste und Kunstfasern begann in den 30er-Jahren mit der Beherrschung der großtechnischen Synthesen von PVC, Nylon, Polyurethanen und Siliconen.