Die Atomhypothese John Daltons

Um 1800 beschäftigte sich John Dalton mit der Frage wie das Gesetz von der Erhaltung der Masse (Lavoisier, 1789), das Gesetz der konstanten Massenverhältnisse (Proust, 1794) und das von ihm selbst gefundene Gesetz der multiplen Massenverhältnisse gedeutet werden könnte. Er schrieb in seinem Buch: „A New System of Chemical Philosophy“ sinngemäß

...ob die letzten (kleinsten) Teilchen eines Stoffes, wie Wasser, alle gleich sind, d.h. von derselben Gestalt, demselben Gewicht etc. ist eine Frage von einiger Wichtigkeit. Aus dem, was wir wissen, haben wir keinen Grund, eine Verschiedenheit dieser (kleinsten) Teile anzunehmen: Wenn aber alle Wasserteilchen gleich aufgebaut sind, so muss das auch für die Bausteine des Wassers (die Elemente Wasserstoff und Sauerstoff) gelten. Wir können daher schließen, dass die letzten Teilchen aller homogenen Stoffe völlig gleich in Gewicht, Gestalt etc. sind.

John Dalton

Mit anderen Worten, jedes Wasserteilchen ist gleich jedem anderen Wasserteilchen, jedes Atom Wasserstoff ist gleich jedem anderen Atom Wasserstoff usw...
Chemische Zerlegungen und Neubildungen gehen nicht weiter als bis zur Trennung von Bausteinen voneinander und zu ihrer Neuordnung. Keine Erzeugung oder Zerstörung von Materie ist mit chemischen Mitteln zu erreichen. Wir könnten genauso gut den Versuch unternehmen einen neuen Planeten in das Sonnensystem einzubringen oder einen bereits existierenden zu vernichten, wie ein Wasserstoffatom zu erschaffen oder zu zerstören.”
(nach John Dalton: A New System of Chemical Philosophy)

Kernaussagen der Atomhypothese von John Dalton:

• Die chemischen Elemente bestehen aus kleinsten, nicht weiter teilbaren Teilchen, den Atomen.
• Die Atome eines Elements haben die gleiche Größe, Gestalt und die gleiche Masse. Unterschiedliche Elemente bestehen aus verschiedenen Atomen.
• Atome sind unzerstörbar. Sie können durch chemische Vorgänge weder vernichtet noch erzeugt werden.
• Stoffe, die aus verschiedenen Sorten von Atomen bestehen, sind Verbindungen
• Bei chemischen Reaktionen werden die Atome umgruppiert und in bestimmten Anzahlverhältnissen miteinander verknüpft.

Skizze von Atomsymbolen und Verbindungen nach Dalton

Die Massen der Atome lassen sich heute mit sogenannten Massenspektrometern sehr genau bestimmen. Ein einfacher Modellversuch kann das Prinzip solcher Messgeräte aufzeigen.

Modellversuch: Massenspektrometer

Arbeitsschritte:

Verdampfen und Zerlegen der Stoffprobe in Atome, leitfähig machen, Beschleunigen, Ablenken

Je nach Masse erfolgt eine mehr oder weniger starke Ablenkung der Teilchen infolge der Massenträgheit. Aus der Ablenkung ergibt sich so die Masse der Teilchen.