Heute wissen wir, dass alle Stoffe aus kleinen Teilchen bestehen. Doch wie haben sich die Menschen früher den Aufbau der Materie vorgestellt? Welche Naturforscher hatten als erste die Idee vom Aufbau der Stoffe aus kleinen, unteilbaren Teilchen? Und gab es alternative Vorstellungen?
In diesem Artikel erfährst du, wie sich die Vorstellungen vom Aufbau der Materie im Laufe der Zeit entwickelt und verändert haben.
Das Teilchenmodell von Demokrit
Das erste Teilchenmodell stammt von dem griechischen Philosophen Leukipp (5.Jahrhundert v. Chr.) und seinem Schüler Demokrit (460 – 371 v. Chr.). Leukipp vermutete als erster, dass sich Stoffe nicht unendlich weit zerkleinern lassen, sondern dass es kleinste Teilchen geben muss, die sich nicht weiter zerteilen lassen. Er und sein Schüler Demokrit (Abb. 1) nannten diese Teilchen Atome (Atomos (griech.): unteilbar). Ihr Teilchenmodell fußt auf folgenden Annahmen:
- Alle Materie besteht aus unsichtbaren Teilchen, die Atome genannt werden.
- Die Atome sind unzerstörbar.
- Atome sind fest, aber unsichtbar.
- Atome unterscheiden sich in Größe, Form, Masse, Position und Anordnung.
Demokrit ergänzte, dass es zwischen den Atomen einen leeren Raum geben müsse, in dem sich die Atome frei bewegen und zusammenstoßen können. Je nach Teilchenart können sie aneinander festhaften oder sich abstoßen.
Du wirst dich vielleicht wundern, dass wir hier von Atomen und nicht von Teilchen sprechen. Dies liegt an der historischen Entwicklung der Modelle zum Aufbau der Materie. Du wirst später das Atommodell von Dalton kennenlernen. Damit man die Teilchenvorstellung von Demokrit und das Atommodell von Dalton besser unterscheiden kann, sprechen wir heute bei dem Modell von Demokrit von Teilchen und nicht von Atomen.
Vorstellungen von Aristoteles
Ca. 50 Jahre später entwickelte der griechische Philosoph und Naturforscher Aristoteles (384 – 322 v. Chr.) eine andere Theorie vom Aufbau der Materie. Aristoteles (Abb. 2) war ein Vertreter der Vier-Elemente-Lehre, wonach alle Stoffe aus den vier Grundsubstanzen Feuer, Wasser, Erde und Luft zusammengesetzt sind. Auch nahm er an, dass die vier Grundsubstanzen Feuer, Wasser, Erde und Luft ineinander umgewandelt werden können. Die Vorstellung vom Aufbau aus kleinsten, unteilbaren Teilchen von Demokrit lehnte Aristoteles ab.
Der Weg zur modernen Atomtheorie
Aristoteles Vorstellung vom Aufbau der Stoffe setzte sich allerdings durch und bestimmte das Denken der Naturforscher und Alchemisten in der Antike und im Mittelalter. Erst über 2000 Jahre später griff der englische Chemiker und Physiker John Dalton (1766- 1844) Demokrits Idee von den kleinsten Teilchen wieder auf. Aufgrund von experimentellen Befunden entwickelte John Dalton (Abb. 3) ein Atommodell und begründete damit die moderne Atomtheorie.
Aus heutiger Sicht scheint es erstaunlich, dass sich Aristoteles' Vier-Elemente-Theorie gegen Demokrits Teilchenmodell durchsetzen konnte. Doch es kommt in der Wissenschaft immer wieder vor, dass sich neue Erkenntnisse und Ideen nicht behaupten können, auch wenn sie sehr gut sind. In der Wissenschaft ist es daher wichtig, dass die Forscherinnen und Forscher aktuelles Wissen kritisch hinterfragen und auch offen gegenüber neuen Erkenntnissen sind, da das Wissen in den Naturwissenschaften immer nur vorläufig ist.
Zusammenfassung
Demokrit und sein Lehrer Leukipp postulierten schon im 4. – 5. Jahrhundert vor Christus ein erstes Teilchenmodell. Sie nahmen an, dass alle Stoffe aus kleinen, unzerstörbaren Teilchen bestehen, die sich in Größe, Form, Masse, Position und Anordnung unterscheiden. Diese Idee griff John Dalton Ende des 18. Jahrhunderts wieder auf und entwickelte das erste Atommodell.