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Das Banner der Rhetos-Website: zwei griechische Denker betrachten ein physikalisches Universum um sie herum.

Atom

⚛ Kleines Bauteil von Materie

Definition


Als Atom bezeichnet man das kleinste, elektrisch neutrale Teilchen, das sich mit rein chemischen Mitteln nicht weiter zerlegen lässt. Das Atom bestimmt das chemische und physikalische Verhalten eines chemischen Elements.[11] So besteht das chemische Element Gold aus Goldatomen und das chemische Element Schwefel hat als kleinsten chemischen Baustein Schwefelatome. Das Wort Atom geht auf die altgriechische Sprache zurück. Dort hieß Atom so viel wie ein nicht mehr weiter teilbares Teilchen. Was man heute als Atom bezeichnet, kann jedoch mit physikalischen Mitteln doch noch weiter zerteilt werden.

Wichtige Eigenschaften von Atomen



Zur Geschichte der Atomidee


Die Geburt der Atomidee in der Antike


Das Wort Atom kommt aus dem Altgriechischen. Auf Deutsche meint es so viel wie nicht-schneidbar oder nicht-teilbar. Die griechischen Philosophen Leukipp und Demokrit[1] lebten im 5. und 4. Jahrhundert vor Christus. Ihnen wird sinngemäß folgender Gedanke zugeschrieben: wenn man ein Stück Knete nimmt und es in zwei gleich große Stücke teilt, dann hat man zwei kleinere Stücke. Dann nimmt man eines dieser Stücke und halbiert es wieder. Und dann immer weiter so. Angenommen man hätte immer ein ausreichend kleines und scharfes Messer: könnte man dann die Knetteilchen immer kleiner und immer kleiner machen? Demokrit und Leukipp dachten nein. Sie dachten, dass irgendwann einmal ein Teilchen kommt, dass man gar nicht mehr teilen könnte. Selbst mit einem beliebig scharfen und kleinen Messer nicht. Dieses rein gedankliche Teilchen nannten sie in ihrer Sprache ein "Atomon" - ein unschneidbares Ding. Dieser Gedanke war die Geburststunde der Atomidee. Siehe auch Atomon ↗

Moderne Skepsis an der Atomidee seit 16tem Jahrhundert


Seit dem 16ten bis weit ins 19te Jahrhundert haben verschiedene Denker angezweifelt, dass es in der Wirklichkeit Atome im antiken Sinn gebe könne[6]. Ein Ende der Teilbarkeit sei für körperliche reale Dinge nicht plausibel. Atome "nicht als wirkliche Grundbestandteile der realen Welt angesehen werden" Stattdessen wurde vorgeschlagen, als kleinste Bauteile der realen Welt "geistige Einheiten oder kleinste Substanzteilchen oder Kraftzentren" anzunehmen. Ludwig Boltzmann (1844 bis 1906) soll vorgeschlagen haben, Atome nur noch als "Etwase" zu bezeichnen[7]. Das klingt erstaunlich modern. Die Quantenphysik des 20ten Jahrhunderts veränderte den Begriff von Materie - und damit auch vom eigentlichen Atom - hin zu Rechenoperationen, denen man nur noch schwer eine akzeptable, anschauliche Deutung beilegen kann. Und im sogenannten Einstein-Podolsky-Rosen-Paradoxon[8] klingt die Möglichkeit an, dass Geist und Materie untrennbar miteinander verwoben sind. Sie dazu den Artikel zum Quantenobjekt ↗

Bis ins 19te Jahrhundert eine reine Spekulation


Bis ins frühe 19te Jahrhundert galt das Atom als reine Spekulation. Man zitierte die antike Vorstellung sinngemäß damit, dass ein Atom nicht weiter teilbar aber dennoch körperlich sei[3] aber so klein, dass er mit menschlichen Sinneswerkzeugen nicht mehr wahrnehmbar sei[4]. Erst die chemischen Analysen

Ab 1900: das chemische Atom


Ernest Rutherford verwendete 1909 den Begriff des chemischen Atoms: das ist die kleinste Einheit von Masse, die unterschiedliche Verbindungen eingehen kann. Rutherford lässt damit offen, ob diese Atome weiter teilbar sind oder nicht. Aber alle möglichen Bestandteile von Atomen können für sich alleine keine chemischen Verbindungen eingehen. Siehe auch On the Structure of the Atom (Thomson) [von 1909] ↗

Was meint Atom heute?


Was man heute als Atom bezeichnet ist nicht mehr der klassisch antike Atombegriff des unteilbaren. Als Atom bezeichnet man heute ein kleines, aber nicht das allerkleinste Bauteil von Materie. Aber man kann es in noch kleinere Teile zerlegen. So ein Atom besteht aus einem sehr kleinen und schweren Kern in seiner Mitte und einer sehr großen Atomhülle. Der Kern besteht immer aus Protonen und mehr oder minder vielen Neutronen. In der Hülle halten sich die leichten und sehr kleinen Elektronen auf. Wie ein Atom aufgebaut ist Gegenstand der sogenannten Atomphysik ↗

Aus welchen Teilen besteht ein Atom?



Was gilt heute als das kleinste Teilchen?


Das weiß man nicht. Heute ist es sogar schwierig geworden, in den Bruchstücken der Atome echte Teilchen zu erkennen. Von einem Elektron etwa weiß man, dass es eine Masse hat, also "etwas wiegt". Aber man weiß nicht, ob es eine Ausdehnung hat, ob es also überhaupt irgendeinen Platz oder Raum braucht. Was die Atomphysiker heute Teilchen nennen hat oft sehr seltsame Eigenschaften, die dem gesunden Menschenverstand widersprechen. Die Suche nach dem letztendlich kleinsten Baustein der Welt ist Gegenstand der Teilchenphysik ↗

Atommodelle


Die verbreitetste Vorstellung eines Atoms sieht die Elektronen ähnlich wie in einem Sonnensystem auf Kreisbahnen um den Atomkern fliegen (Thomson und Bohr). Diese Vorstellung kann viele Eigenschaften von Atomen erklären aber nicht alle. Mehr unter Atommodelle ↗

Fußnoten