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Atome sind die kleinsten Bausteine der Stoffe. Sie lassen sich mit chemischen Methoden nicht weiter zerlegen.
Ein Atom besteht aus einem massereichen Atomkern mit elektrisch positiv geladenen Protonen und neutralen Neutronen, sowie einer fast masselosen Atomhülle mit elektrisch negativ geladenen Elektronen.

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.

Auf der Grundlage des Atommodells von ERNEST RUTHERFORD (1871-1937) entwickelte NIELS BOHR (1885-1962) ein Schalenmodell, mit dem der Widerspruch zwischen der klassischen Physik und der Quantentheorie durch Postulate ausgeglichen werden sollte. Die Leistungsfähigkeit des Modells zeigte sich bei der quantitativen Interpretation der Spektren des Wasserstoffatoms, seine Grenzen jedoch bei der Deutung von Spektren von Atomen mit mehreren Elektronen. Das bohrsche Atommodell wurde daraufhin von ARNOLD SOMMERFELD (1868-1951) verfeinert und somit auch für Mehrelektronensysteme anwendbar.
Mit diesem einfachen Atommodell nach BOHR und SOMMERFELD können Elektronenkonfigurationen aufgestellt und viele Zusammenhänge zwischen der Struktur der Elektronenhülle und den Eigenschaften der Elemente im Periodensystem hergestellt werden. Es steht jedoch im Widerspruch zu den Gesetzen der klassischen Physik und kann auch nicht zur Erklärung der Atombindung herangezogen werden.

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.

* 23.10.1875 in Weymouth,  
† 23.03.1946 in Berkeley

GILBERT NEWTON LEWIS widmete sich hauptsächlich der Thermodynamik, für deren Verbreitung er in den USA sorgte. Zu seinen großen Leistungen zählen die Erstellung des kubischen Atommodells, die Entwicklung der Valenztheorie sowie die Herstellung des fast reinen schweren Wasserstoffs. Daneben widmete er sich einer Reihe anderer Aufgaben.

Die organisierte Experimentalforschung führte in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts zu einer Vielzahl bahnbrechender Entdeckungen. JOHN DALTON entwickelte eine neue, auf experimentellen Ergebnissen beruhende Atomtheorie. Durch Chemiker wie BERZELIUS wurden viele neue Elemente gefunden, sodass man um 1850 bereits 62 Elemente kannte, darunter 50 Metalle. Es entwickelten sich die drei Teilgebiete der klassischen Chemie: die anorganische, die physikalische und die organische Chemie.
Insbesondere die erfolgreiche Synthese von natürlich vorkommenden Stoffen aus anorganischen Ausgangsstoffen durch FRIEDRICH WÖHLER und seine Mitstreiter legte die Grundlage für die organische Synthesechemie.

Die Entwicklung der uns heute so geläufigen theoretischen Hintergrundbetrachtungen chemischer Erscheinungen ging damals zunächst nicht von den Praktikern aus, sondern von den antiken Philosophen. Sie betrachteten die Chemie als eine geistige Wissenschaft.
Später versuchten im Mittelalter die Alchemisten unedlere Stoffen in edlere Stoffe umzuwandeln, in dem sie die Eigenschaften von einem Stoff in den anderen einzupflanzen versuchten.
Im 19. Jahrhundert erfuhr die Chemie durch den Fortschritt in der industriellen Produktion einen großen Entwicklungsschub. Die neuen Produktionsformen profitierten in hohem Maße von den Erkenntnissen der chemischen Wissenschaft, ebenso, wie die Produktion mit ihren Problemstellungen die chemische Wissenschaft stimulierte. So entwickelte sich die Chemie über die Jahrhunderte von einer rein geistigen zu einer angewandten Wissenschaft, die in fast allen Lebensgebieten der Menschen nutzbar ist.

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.

Auf der Grundlage des Atommodells von E. RUTHERFORD entwickelte N. BOHR ein Schalenmodell, mit dem der Widerspruch zwischen der klassischen Physik und der Quantentheorie durch Postulate ausgeglichen werden sollte. Die Leistungsfähigkeit des Modells zeigte sich bei der quantitativen Interpretation der Spektren des Wasserstoffatoms, seine Grenzen jedoch bei der Deutung von Spektren von Atomen mit mehreren Elektronen. Das bohrsche Atommodell wurde daraufhin von A. SOMMERFELD verfeinert und somit auch für Mehrelektronensysteme anwendbar.
Mit diesem einfachen Atommodell nach BOHR und SOMMERFELD können Elektronenkonfigurationen aufgestellt und viele Zusammenhänge zwischen der Struktur der Elektronenhülle und den Eigenschaften der Elemente im Periodensystem hergestellt werden. Es steht jedoch im Widerspruch zu den Gesetzen der klassischen Physik und kann auch nicht zur Erklärung der Atombindung herangezogen werden.

* 18.12.1856 Cheetham Hill
† 30.08.1940 Cambridge

Joseph John Thompson war ein bedeutender englischer Physiker und leistete wichtige Beiträge zur Entwicklung der Elektrizitätslehre und der Atomphysik. Insbesondere beschäftigte er sich mit der Elektrizitätsleitung durch Gase und erhielt dafür 1906 den Nobelpreis für Physik. Er wies die Existenz von freien Elektronen nach, bestimmte deren spezifische Ladung und entwickelte ein erstes Atommodell.

Die organisierte Experimentalforschung führte in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts zu einer Vielzahl bahnbrechender Entdeckungen. JOHN DALTON entwickelte eine neue, auf experimentellen Ergebnissen beruhende Atomtheorie. Durch Chemiker wie BERZELIUS wurden viele neue Elemente gefunden, sodass man um 1850 bereits 62 Elemente kannte, darunter 50 Metalle. Es entwickelten sich die drei Teilgebiete der klassischen Chemie: die anorganische, die physikalische und die organische Chemie.
Insbesondere die erfolgreiche Synthese von natürlich vorkommenden Stoffen aus anorganischen Ausgangsstoffen durch FRIEDRICH WÖHLER und seine Mitstreiter legte die Grundlage für die organische Synthesechemie.

* 23.10.1875 in Weymouth,
† 23.03.1946 in Berkeley

GILBERT NEWTON LEWIS widmete sich hauptsächlich der Thermodynamik, für deren Verbreitung er in den USA sorgte. Zu seinen großen Leistungen zählen die Erstellung des kubischen Atommodells, die Entwicklung der Valenztheorie sowie die Herstellung des fast reinen schweren Wasserstoffs. Daneben widmete er sich einer Reihe anderer Aufgaben.