Daltons Atomtheorie
Bereits im 6.Jh. v. Chr. machten sich griechische Philosophen wie Heraklit, Anaximander und Thales Gedanken über das Wesen und den Aufbau der Materie. Sie vermuteten, dass die materielle Welt aus unveränderlichen, einfachsten Bausteinen aufgebaut sei. Leukipp und Demokrit beschäftigten sich ebenfalls mit dem Wesen der Materie und vermuteten, dass alle Stoffe aus kleinsten, nicht weiter zerlegbaren Teilchen, den Atomen (gr. atomos = unteilbar), bestehen. Die altgriechischen Theorien basierten alle auf rein abstrakten Überlegungen, nicht auf Experimenten. Es handelte sich hierbei nur um Vermutungen, nicht um Tatsachen. Die Atomtheorie war zweitausend Jahre lang reine Spekulation. Die Existenz von Atomen wurde jedoch allgemein akzeptiert, beispielsweise von Robert Boyle in seinem Werk The Sceptical Chymist (1661) oder von Isaac Newton in seinen Büchern Principia (1687) und Opticks (1704).
Aber erst 1808 gelang es John Dalton eine Atomtheorie durch wissenschaftliche Beobachtungen von chemischen Reaktionen und Erkennen von Gesetzmässigkeiten zu entwickeln.
Hauptpostulate
Die Hauptpostulate der Daltonschen Atomtheorie sind:
Daltons Theorie ist heute noch gültig, wenn auch das erste Postulat etwas modifiziert wurde. Nach heutiger Kenntnis bestehen die meisten Elemente aus verschiedenen Atomsorten, die sich in ihren Massen unterscheiden (Isotope).
Chemische Elemente bestehen aus kleinsten, nicht weiter zerlegbaren Teilchen, den Atomen. Alle Atome eines Elements sind einander gleich, besitzen also gleiche Masse und gleiche Gestalt. Atome verschiedener Elemente haben verschiedene Eigenschaften. Jedes Element besteht also aus nur einer für das Element typischen Atomsorte.
Chemische Verbindungen entstehen durch Reaktion verschiedener Elemente. Die Atome verbinden sich in einfachen Zahlenverhältnissen.
Bei einer chemischen Reaktion werden Atome miteinander verbunden oder voneinander getrennt. Dabei werden nie Atome zerstört oder neu gebildet, und kein Atom eines Elements geht in das eines anderen Elements über (Massenerhaltung).
Diese Atomtheorie erklärte schlagartig einige bislang unverständliche Grundgesetze:
Grundgesetze
Gesetz der Massenerhaltung
Bei allen chemischen Vorgängen bleibt die Gesamtmasse der an der Reaktion beteiligten Stoffe konstant. Es erfolgt somit nur eine Umgruppierung der Atome. Die Gesamtzahl der Atome bleibt gleich.
Das Gesetz der Erhaltung der Masse wurde 1785 von A. Lavoisier aufgestellt.
Gesetz der konstanten Proportionen
Eine chemische Verbindung bildet sich immer aus konstanten Massenverhältnissen der Elemente.
Das Gesetz der konstanten Proportionen wurde 1799 von J. Proust aufgestellt.
Beispiel:
1 Gramm Kohlenstoff verbindet sich immer mit 1.333 Gramm Sauerstoff zu Kohlenstoffmonoxid CO, aber nicht mit davon abweichenden Mengen.
Gesetz der multiplen Proportionen
Bilden zwei Elemente mehr als eine Verbindung, dann stehen die Massen desselben Elements zueinander im Verhältnis kleiner ganzer Zahlen.
Das Gesetz der multiplen Proportionen wurde 1803 von J. Dalton aufgestellt.
Beispiel:
1 Gramm Kohlenstoff + 1.333 Gramm Sauerstoff --> Kohlenstoffmonoxid CO
1 Gramm Kohlenstoff + 2.666 Gramm Sauerstoff --> Kohlenstoffdioxid CO2
Die Massen von Kohlenstoff stehen im Verhältnis 1:1, diejenigen von Sauerstoff im Verhältnis 1:2.
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