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Mit der wachsenden Bedeutung des Gelds bildete sich die Alchemie als eigenständiges Gebiet der Naturwissenschaften zuerst in China, später auch in Arabien und Europa heraus. Das Hauptziel der Alchemie war die Umwandlung unedler Stoffe in Gold oder andere Edelmetalle und die Erfindung einer Universalmedizin für ewige Jugend und Gesundheit.

Ihre theoretischen Wurzeln hat die Alchemie in der Elementelehre chinesischer und griechischer Naturphilosophen, die sie jedoch nur unwesentlich weiter entwickelten. Die Kunst des Goldmachens wurde stattdessen mit phantastisch-mystischen Formulierungen umschrieben und streng geheim gehalten. Anders als die Naturphilosophen experimentierten die Alchemisten jedoch selbst und entwickelten dazu eine Reihe spezieller chemischer Geräte und Arbeitstechniken. Mehr oder weniger zufällig entdeckte man beim Experimentieren z. B. die Mineralsäuren und das Schießpulver.

Aufgrund der vielen kriegerischen Auseinandersetzungen im ersten Jahrtausend und der Konflikte der Naturwissenschaften mit den herrschenden Religionen (Christentum, Islam) konnte sich die Alchemie nur langsam entwickeln. Besonderen Aufschwung erfuhr die „schwarze Kunst“ in Arabien im 8. bis 10. Jahrhundert und – trotz der Inquisition – im mittelalterlichen Europa nach der Gründung der ersten Universitäten. Erst in dieser Zeit wurde der Begriff „Alchemie“ (vermutlich aus dem arabischen Wort al-kimiya) geprägt. Einige „Philosophen“ vertraten alchemistische Theorien noch im 19. Jahrhundert, obwohl diese in der Neuzeit schnell wissenschaftlich widerlegt werden konnten.

* 09.08.1776 in Turin,
† 09.07.1856 in Turin

AMADEO AVOGADRO zählt zu den bedeutenden Chemikern. Er fand und entwickelte die chemischen Formeln einiger Verbindungen und die Möglichkeit, die Molekülmasse gasförmiger Stoffe berechnen zu können. Auf ihn geht die Aussage zurück, dass alle Gase mit dem gleichen Volumen auch die gleiche Anzahl von Molekülen enthalten, wenn Druck und Temperatur jeweils gleich sind. Zudem erarbeitete er eine Molekularmassetabelle. Die darin enthaltenen über 15 Elemente gab er bereits mit den modernen, noch heute verwendeten Symbolen an.

Beobachten ist eine Erkenntnistätigkeit. Beim Beobachten werden Erscheinungen in der Natur mit Sinnesorganen oder Hilfsmitteln wahrgenommen, um deren Eigenschaften, Merkmale, räumliche Beziehungen oder zeitlichen Abfolgen sowie Veränderungen in den Erscheinungen zu erkennen. Als Hilfsmittel werden z. B. technische Geräte Fernrohre, Mikroskope, Lupen als Hilfsmittel für die Beobachtung genutzt.

Messen ist eine Tätigkeit, die eng mit dem Experimentieren verbunden ist. Beim Messen wird der Wert einer Größe, d. h. der Ausprägungsgrad einer Eigenschaft, mit Hilfe eines Messgerätes dadurch bestimmt, dass die zu messende Größe mit einer festgelegten Einheit verglichen wird. Dazu wird in der Regel eine Messvorschrift festgelegt.

Das Beschreiben ist eine für die Chemie charakteristische Tätigkeit.
Dabei wird eine zusammenhängende und geordnete Darstellung von Erscheinungen mit sprachlichen Mitteln gegeben.
Äußerlich wahrnehmbare Eigenschaften einer Erscheinung, z. B. die Eigenschaften eines Stoffes oder der Ablauf von Reaktionen werden wiedergegeben.
Erklären ist eine Tätigkeit, die eng mit Gesetzen und Modellen verbunden ist. Beim Erklären wird die Ursache einer Erscheinung dargelegt. Dabei wird die Erscheinung auf das Wirken von Gesetzen zurückgeführt. Auch Modelle können zum Erklären herangezogen werden.

Jede einzelne naturwissenschaftliche Disziplin beschäftigt sich nur mit Teilbereichen der Natur unter ganz bestimmten, ausgewählten Gesichtspunkten. Unsere natürliche Umwelt ist aber ein einheitliches Ganzes. Um Erscheinungen der Natur richtig und vollständig zu verstehen, müssen meist Erkenntnisse aus verschiedenen naturwissenschaftlichen Gebieten einbezogen werden. So erfolgt zwar sowohl in der Biologie als auch in der Chemie eine Schwerpunktsetzung und die Herausstellung eines Hauptuntersuchungsfelds, jedoch kommt es immer mehr zu inhaltlichen und methodischen Überschneidungen. In der Biochemie ist das besonders ausgeprägt.

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.

Der Siegeszug der Computertechnologie, speziell die Entwicklung von Personalcomputern, eröffnet auch der chemischen Forschung neue, bisher ungeahnte Möglichkeiten. Die Leistungsfähigkeit vieler Analyseverfahren wird erheblich verbessert, sodass u. a. in der Dopinganalytik und in der Kriminaltechnik (genetischer Fingerabdruck) beachtliche Erfolge erzielt werden. In Zusammenarbeit von Chemikern, Biologen und Informatikern gelang es 2004 sogar, das menschliche Genom vollständig zu entschlüsseln.
Mit der Biotechnologie entwickelt sich ein neuer innovativer Industriezweig, in dem hoch wirksame Arzneistoffe und neue Werkstoffe mit biochemischem Methoden hergestellt werden. Große Hoffnungen setzt man auch in neue anorganische Werkstoffe, z. B. in die Nanotechnologie und die Hochtemperatursupraleiter, die den Strom bei der Siedetemperatur von flüssigem Stickstoff praktisch verlustfrei leiten.
Überdeutlich wird gegen Ende des 20. Jahrhunderts die Notwendigkeit einer nachhaltigen, umweltverträglichen Entwicklung der Menschheit. Die Ursachen des anthropogen verursachten Ozonlochs und des Treibhauseffekts wurden erkannt und auf Internationalen Umweltkonferenzen wird versucht, die Entwicklung zu stoppen. Neu entwickelte Kunststoffe und Tenside müssen biologisch vollständig abbaubar sein. Die Vermeidung von Abfällen und die mögliche Nutzung nachwachsender Rohstoffe steht schon bei der Konzeption von Industrieanlagen im Vordergrund. Eine Reihe von neu gegründeten Umweltorganisationen schärft das Bewusstsein der Öffentlichkeit für eine effizientere Nutzung der Ressourcen. Der Super-GAU von Tschernobyl 1986 läutete das Ende der Kernenergie in Westeuropa ein und es wird verstärkt an der Nutzung alternativer Energiequellen (Wind, Wasser, Wasserstoff, Sonnenenergie) gearbeitet.

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.

In der Full sind alle Chime Animationen.

Experimentieren ist eine sehr komplexe Tätigkeit, die viele Einzeltätigkeiten umfasst. Experimente werden mit dem Ziel durchgeführt, Zusammenhänge und naturwissenschaftliche Gesetze zu erkennen bzw. theoretische Überlegungen und Voraussagen unter ausgewählten, kontrollierten, wiederholbaren und veränderbaren Bedingungen zu überprüfen. Das Ziel eines Experiments besteht darin, eine Frage an die Natur zu beantworten.

Bricht ein Brand aus, verhindert schnelles Handeln oft größere Schäden und eine Ausbreitung des Brandes. Daher sind in öffentlichen Einrichtungen und auch in der Schule Feuerlöscher an leicht zugänglichen Stellen aufzustellen und durch gut sichtbare Hinweisschilder zu kennzeichnen. Auch wenn diese Geräte mit einer einfachen Bedienungsanleitung versehen sind, ist es günstig, sich schon vorbeugend mit der Funktionsweise und Handhabung zu beschäftigen.

Gallium ist ein bei 30 °C schmelzendes Halbmetall der 3. Hauptgruppe. Chemisch zeigt es große Ähnlichkeit zum Aluminium, mit dem es in der Natur vergesellschaftet vorkommt. Gallium weist einen fast 2400 K betragenden Flüssigkeitsbereich auf. Es löst sich wie Al sowohl in verdünnten Säuren als auch in verdünnten Laugen. Aus [Ga(OH)₄]- Lösungen wird das Element elektrolytisch gewonnen und z. B. zu A(III)B(V)-Halbleitern (GaAs, GaP) verarbeitet.

Der Zusammenhang zwischen den Zustandsgrößen Druck, Volumen und Temperatur eines idealen Gases wird durch die Gasgesetze von ROBERT BOYLE und EDME MARIOTTE sowie JOSEPH LOUISE GAY-LUSSAC und AMONTONS beschrieben. Fasst man diese Gesetzmäßigkeiten zusammen, dann erhält man eine Zustandsgleichung des idealen Gases. Diese auch als universelle Gasgleichung bezeichnete Beziehung kann für stöchiometrische Berechnungen genutzt werden, da sich viele reale Gase annähernd wie ideale Gase verhalten.

* 06.12.1778 in Saint-Léonard-de-Noblat (bei Limoges)
† 09.05.1850 in Paris

Er war ein französischer Naturwissenschaftler, der sich vor allem mit chemischen, aber auch mit physikalischen Problemen beschäftigte. Sein Hauptarbeitsgebiet in der Physik war die Wärmelehre, insbesondere die Gastheorie.
Er fomulierte 1802 das nach ihm benannte Gasgesetz.

Germanium kommt in der Natur in Form von Sulfiden vor, wird aber hauptsächlich als Nebenprodukt der Zinkgewinnung aus dem dort anfallendem GeO₂ durch Reduktion mit Wasserstoff gewonnen. Es ist ein grauweißes, sprödes, reaktionsträges Element der 4. Hauptgruppe. Es weist Halbleitereigenschaften auf. Verbindungen leiten sich von der Oxidationsstufe IV ab. Für die Herstellung von Transistoren, optischen Geräten (Ge ist durchlässig für Infrarotes Licht) wird Germanium technisch genutzt.

In Erscheinungen der Natur kann man durch Beobachtungen und Experimente Zusammenhänge zwischen einzelnen Eigenschaften von Körpern, Stoffen oder Vorgängen erkennen. Wenn sich diese Zusammenhänge in der Natur unter bestimmten Bedingungen immer wieder einstellen und für eine ganze Gruppe von Objekten gelten, dann spricht man von gesetzmäßigen Zusammenhängen, Gesetzmäßigkeiten oder Gesetzen.
Gesetze in den Naturwissenschaften sind allgemeine und wesentliche Zusammenhänge in der Natur, die unter bestimmten Bedingungen stets wirken.
Gesetze bestehen in der Regel aus Bedingungs- und Gesetzesaussagen.

Größen sind spezielle Fachbegriffe. Sie unterscheiden sich von anderen Fachbegriffen dadurch, dass es Begriffe zur Beschreibung messbarer Eigenschaften von Objekten sind. Neben der Bedeutung der Größe, die wie bei anderen Begriffen definiert wird, kann für ein konkretes Objekt auch der Wert der Größe angegeben werden. Dazu ist die Festlegung einer Einheit erforderlich. Außerdem ist für jede Größe ein Formelzeichen als Abkürzung festgelegt. Darüber hinaus gehört zur vollständigen Charakterisierung einer Größe die Angabe eines Messgerätes oder eines Messverfahrens zur Bestimmung des Wertes der Größe.

Mit Beginn der Neuzeit gewann die Suche nach der Universalmedizin wieder zunehmend an Bedeutung. Der Arzt PARACELSUS wurde der Begründer der Iatrochemie (griech. iatros = Arzt), indem er neue chemische Verbindungen zur Behandlung von Krankheiten einsetzte und die Elementelehre erweiterte.

Durch die Verbreitung der Papierherstellung und des Buchdrucks wurden die naturwissenschaftlichen Erkenntnisse von vielen Gelehrten zugänglich und trotz der Geißel der Inquisition weiterentwickelt. In Europa erfolgte im 17. Jahrhundert die Bildung von Akademien, die anders als die eher geisteswissenschaftlich ausgerichteten Universitäten der naturwissenschaftlichen Forschung dienten. Als Begründer der Chemie als empirischer Wissenschaft gilt der Engländer ROBERT BOYLE, der die Notwendigkeit der experimentellen Methode in der wissenschaftlichen Untersuchung – ganz im Sinne des Physikers GALILEI – betonte. BOYLE definierte den Begriff Element neu und begründete die klassische chemische Analyse. Er legte mit seinen Arbeiten die Grundlagen für die rasante Entwicklung der Chemie im darauffolgenden 18. Jahrhundert.

Im Internationalen Einheitensystem (SI) sind Basiseinheiten für sieben physikalische Größen festgelegt. Die meisten anderen Einheiten lassen sich aus diesen sieben Einheiten ableiten. Die Festlegungen über Einheiten sind international vereinbart und werden von der Generalkonferenz für Maß und Gewicht (CGPM) getroffen. Als verbindliche Basiseinheiten wurden auf der 11. Generalkonferenz für Maß und Gewicht im Jahre 1960 folgende sieben Einheiten festgelegt:

• das Meter (1 m) als die Einheit der Länge bzw. des Weges,
• das Kilogramm (1 kg) als Einheit der Masse,
• die Sekunde (1 s) als Einheit für die Zeit,
• das Ampere (1 A) als Einheit für die Stromstärke,
• das Kelvin (1 K) als Einheit für die Temperatur,
• das Mol (1 mol) als Einheit für die Stoffmenge,
• die Candela (1 cd) als Einheit für die Lichtstärke

Interpretieren ist eine Tätigkeit, eine verbale Aussage, die eng mit dem Experimentieren sowie mit Gleichungen und Diagrammen verbunden ist.

Beim Interpretieren von Reaktionsgleichungen wird den Zeichen und Symbolen sowie den dargestellten Sachverhalten eine inhaltliche Bedeutung zugeordnet.

* 15.03.1821 in Putschirn (Tschechien)
† 08.07.1895 in Wien

JOSEPH LOSCHMIDT war ein österreichischer Physiker und Chemiker. Er forschte u. a. auf den Gebieten der Thermo- und Elektrodynamik, der Optik und Kristallografie.
Außerdem gelang ihm erstmals die Berechnung des Moleküldurchschnitts unter Anwendung der kinetischen Gastheorie. Die daraus abgeleitete Teilchenzahl pro Mol (heute die Stoffmenge N) wird auch als die LOSCHMIDT-Zahl bezeichnet.

* um 1620 in Dijon
† 12.05.1684 in Paris

Er war zunächst ein französischer Geistlicher, der sich später auch mit naturwissenschaftlichen und speziell mit physikalischen Problemen beschäftigte, unter anderem mit optischen Erscheinungen in der Atmosphäre sowie mit der Mechanik der Flüssigkeiten und Gase. Bekannt wurde er durch die Entdeckung des Gesetzes, das heute als Gesetz von BOYLE und MARIOTTE bezeichnet wird.