PHILIP BALL ENTDECKUNG UND GESCHICHTE DER GRUNDSTOFFE ELEMENTEDIE
PHILIP BALL ENTDECKUNG UND ausDER GRUNDSTOFFEGESCHICHTEHAUPTVERLAGdemEnglischenübertragenvonSusanneSchmidt-Wussow DIE
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Copyright © 2022 für die deutschsprachige Ausgabe: Haupt Verlag, Bern Jede Art der Vervielfältigung ohne Genehmigung des Verlages ist unzulässig. Aus dem Englischen übersetzt von Susanne SchmidtWussow, D-Berlin Lektorat der deutschsprachigen Ausgabe: Claudia Huber, SatzD-Erfurtder deutschsprachigen Ausgabe: Die Werkstatt Produktion GmbH, D-Göttingen
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1. Auflage: 2022 ISBN 978-3-258-08268-4 Alle Rechte vorbehalten.
Copyright © 2021 Quarto publishing plc, The Old Brewery, 6 Blundell Street, London N7 9BH Gedruckt in Slowenien Vorhergehende Seite: Reaktion von Wasser mit Kalium und Ammoniak und Herstellung von Ammoniak, aus: J. Pelouze et E. Fremy: Notions générales de chimie, Paris, Victor Masson, 1853, plate XIII. Nationalbibliothek Florenz. Diese Publikation ist in der Deutschen Nationalbibliografie verzeichnet.
Die englische Originalausgabe erschien 2021 unter dem Titel Elements. A visual History of their Discovery bei Chicago University Press/Quarto.
Mehr Informationen dazu finden Sie unter http://dnb.dnb.de. Der Haupt Verlag wird vom Bundesamt für Kultur für die Jahre 2021–2024 unterstützt.
Nichtsdestoweniger kommt sie Studierenden der Chemie erst einmal abschreckend lang vor. Elemente wie Kohlenstoff und Sauerstoff kennen sie, aber Scandium? Praseodym? Schon die Aussprache einiger Elemente ist eine Herausforderung, ganz zu schweigen davon, etwas über sie zu lernen oder sich dazu zu motivieren.Hierkann vielleicht die Geschichte helfen. Die Elemente wurden ganz allmählich entdeckt – ab etwa 1730 eines alle zwei bis drei Jahre, gelegentlich in schnellerer Folge oder in größeren Abständen. Ein konzertiertes Suchprogramm gab es bis vor ein paar Jahrzehnten, als alle neu zu entdeckenden Elemente von Menschenhand stammen mussten, nicht. Die Entdeckung war vielmehr eine mehr zufällige Angelegenheit: Wissenschaftlerinnen und Technologen entdeckten vielleicht ein bisher unbekanntes Element in einem obskuren Mineral oder indem sie das Sonnenlicht in ein Spektrum trennten, um nach einer verräterischen Lücke zu suchen, in der ein neues Element eine seiner Farben blockierte, oder indem sie Luft ver üssigten und destillierten, um winzige Mengen seltener Gase aufzuspüren. Diese Entdeckungsgeschichten lesen sich wie Biogra en und sie lassen die Elemente weniger wie eine beliebige Sammlung unbedeutender Niemande erscheinen, sondern mehr wie Figuren in der langen und immer noch andauernden Geschichte unseres Versuchs, unsere Umgebung zu verstehen und zu manipulieren. Für Forschende in der Chemie sind sie echte Persönlichkeiten: hilfreich oder widerspenstig, faszinierend oder langweilig, freundlich oder gefährlich. Dass unter Chemikerinnen und Chemikern regelmäßig Umfragen zu ihren «Lieblingselementen» statt nden, wirkt unsagbar verschroben – bis man die Elemente selbst kennenlernt. Dann stellt man nämlich fast zwangsläu g irgendwann fest, dass man eigene Vorlieben und Abneigungen entwickelt hat. Einige Elemente haben sich als enorm nützlich erwiesen, zum Beispiel als wesentliche Bestandteile von Medikamenten oder anderen medizinischen Wirkstoffen oder für die Herstellung neuer Materialien, die härter, stärker, glänzender, leitfähiger usw. sind. Manche bilden leuchtend bunte Verbindungen (Kombinationen mit anderen Elementen), die als Pigmente und Färbemittel wertvoll sind. Manche sind Energiequellen, lebenswichtige Nährstoffe oder Kühlmittel, die Objekte stärker kühlen können als der ferne Weltraum. Wegen ihrer Eigenschaften und Einsatzmöglichkeiten haben einige Elemente sogar in den Sprachgebrauch Eingang gefunden: Zeitalter sind golden, der Streif am Horizont ist silbern, Vorschläge gehen unter wie Bleienten, Widersacher werden mit eiserner Faust besiegt, Provokateuren bleibt der Sauerstoff der Öffentlichkeit verwehrt. Wir sprechen vom Natriumschein der Straßenlampen, von Wasserstoffbomben, Nickelbrillen, Magnesiumfackeln und wissen kaum bis gar nicht, was es mit der Nennung dieser Elemente auf sich hat. Schon die Erwähnung eines «Elements» lässt ein Grundprinzip jenseits der Chemie anklingen, denn auch in der Musik, der Mathematik (siehe die Abhandlung Die Elemente des altgrie-
EINFÜHRUNGRechts:
6 nter den vielen Entdeckungen in Bezug auf die Welt, in der wir leben, ist einer der grundlegendsten und auch nützlichsten die Erkenntnis, woraus sie besteht. Jede Substanz, die wir sehen und anfassen können, setzt sich aus Atomen zusammen, die zu klein für herkömmliche Lichtmikroskope sind. Atome sind die kleinsten Einheiten der chemischen Elemente, von denen rund neunzig verschiedene natürlich vorkommen. Viele dieser Elemente sind äußerst selten, unsere uns vertraute Welt enthält nur etwa zwanzig bis dreißig verschiedene. Die chemischen Elemente helfen uns enorm dabei, die Welt um uns herum besser zu verstehen. Bevor wir von diesen Elementen wussten, hätten wir uns nicht vorstellen können, dass alle Materie sich in eine so relativ kleine Anzahl grundlegender Bestandteile unterteilen und einordnen lässt – man vergleiche das nur einmal mit der Fülle der Arten in der lebendigen Welt, wo es allein mehr als 300.000 bekannte Arten von Käfern gibt. Die überschaubare Liste chemischer Elemente ist also etwas, wofür wir dankbar sein können.
Gelehrter mit der Tafel des antiken alchemistischen Wissens. Aus einer späteren Abschrift von Muhammed ibn Umail alTamımıs Al-mâ’ Al-waraqı (Silberwasser und Sternenerde), Bagdad, um 1339, Topkapi Sarayi Ahmet III Library, Istanbul. U
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chischen Denkers Euklid), der Sprache und der Elektrotechnik gibt es Elemente. Wenn wir also die Geschichte der Entdeckung der chemischen Elemente erfassen wollen, reicht es offenbar nicht, der Entstehung der Chemie als Wissenschaft nachzugehen. Die genannten Aspekte zeigen auch, wie sich unser Verständnis der Natur – die Zusammensetzung unseres eigenen Körpers eingeschlossen – entwickelte. Weiterhin wird deutlich, wie dieses Wissen die Evolution unserer Technologien und Gewerke begleitete – und «begleitet» ist hier der richtige Ausdruck, weil dieses Narrativ die verbreitete, aber ungenaue Sichtweise infrage stellt, dass die Wissenschaft sich stets von der Entdeckung zur Anwendung bewegt. Oft genug läuft es nämlich genau andersherum: Praktische Belange (wie Bergbau oder Fertigungstechnik) werfen Fragen und Probleme auf, die zu neuen Entdeckungen führen. Wir sehen daran auch, warum wissenschaftliche Entdeckungen keine unpersönlichen und unaufhaltsamen Prozesse sind, sondern vielmehr von den Motivationen, Fähigkeiten und manchmal Eigenarten einzelner Menschen abhängen: Sie erfordern Entschlossenheit, Fantasie und Ehrgeiz, aber auch Erfahrung und – nie zu unterschätzen – eine ordentliche Portion Glück. Es ist eine unumgängliche Tatsache, dass es in solchen Geschichten, vor allem in denen aus den vergangenen Jahrhunderten, in einem Ausmaß um die Taten und Leistungen von Männern europäischer Abstammung geht. Für Frauen war es bis vor Kurzem nicht nur sehr schwer, überhaupt Zugang zu wissenschaftlichen Einrichtungen zu erlangen; selbst die wenigen, denen dies gelang, sahen sich oft erbitterter Diskriminierung und Vorurteilen gegenüber. Marie Curie zum Beispiel, die am Ende des 19. Jahrhunderts den Löwenanteil zur Entdeckung der Elemente Radium und Polonium beitrug, wurde beinahe übergangen, als die Arbeit 1903 mit dem Physik-Nobelpreis gewürdigt wurde. Ursprünglich sollte nur ihr Mann und Mitarbeiter Pierre geehrt werden, der je-
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Dass People of Color in dieser Geschichte eher selten auftauchen, hängt natürlich mit der ganzen Geschichte der westlichen globalen Dominanz und Ausbeutung seit der frühen Neuzeit zusammen sowie mit den Vorurteilen und systematischen Benachteiligungen, die noch heute dazu führen, dass sie in der Wissenschaft unterrepräsentiert sind. Es ist nicht klar, wie viel länger die Geschichte der Entdeckung der Elemente noch andauern wird oder kann – aber angesichts der Zunahme wissenschaftlicher Spitzenleistungen in Asien können wir zumindest erwarten und auch hoffen, dass eine Fortsetzung dieser Geschichte zu deutlich mehr kulturellem Reichtum und kultureller Diversität führen wird.
Oben: Chemiezauberkasten und praktischer Chemiekasten, hergestellt von F. Kingsley, London, um 1920, History of Science Museum, Oxford.
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Links: Schautafel eines frühen Periodensystems der Elemente nach Mendelejew, 1893, Yoshida-South Library, Universität Kyoto.
doch Einspruch erhob, als er im Vorfeld davon erfuhr. Ebenso wurden die Beiträge von Marie-Anne Paulze Lavoisier im 18. Jahrhundert zur Arbeit ihres Mannes, des angesehenen französischen Chemikers Antoine Lavoisier, lange eher als eine Art Erfüllung ehefraulicher P ichten betrachtet denn als wissenschaftliche Mitarbeit. Noch in den 1950er-Jahren bekam die amerikanische Nuklearchemikerin Darleane Hoffman, die wesentlich zur Entdeckung neuer schwerer radioaktiver Elemente beitrug, bei ihrer Ankunft im Los Alamos National Laboratory, wo sie die Leitung eines Teams übernehmen sollte, zu hören, dass es sich um einen Fehler handeln müsse, denn «wir stellen in dieser Abteilung keine Frauen ein».
10 DAS PERIODENSYSTEM MetalleErdalkalimetalleHalbmetalleÜbergangsmetalleAlkalimetallesuperschwereElementeRICHTIGSEITENLEISTENLESEN Für die meisten der hier beschriebenen Elemente gibt es Seitenleisten mit folgenden Informationen: Ordnungszahl, Elementsymbol, Atommasse, Name und Nummer der Periodengruppe sowie in einigen Fällen ihr Aggregatzustand (fest, flüssig oder gasförmig) bei Raumtemperatur (20 °C) und Normaldruck (1013,25 hPa). 37 RubidiumRb85.468 40 ZirconiumZr91.224 43 TechnetiumTc(97) 38 StrontiumSr87.62 41 NbNiob92.906 44 RutheniumRu101.07 39 YttriumY88.906 42 MolybdänMo95.95 45 RhodiumRh102.91 55 CaesiumCs132.905 72 HafniumHf178.49 75 RheniumRe186.21 56 BariumBa137.327 73 180.948TantalTa 76 OsmiumOs190.23 71 LutetiumLu174.73 74 WolframW183.84 77 IridiumIr192.22 87 FranciumFr(223) 104 RutherfordiumRf(267) 107 BohriumBh(270) 88 RadiumRa(226) 105 DubniumDb(268) 108 HassiumHs(277) 109 MeitneriumMt(278) 103 LawrenciumLr(266) 106 SeaborgiumSg(269) 19 KaliumK39.099 22 47.867TitanTi 25 Mangan54.939 20 CalciumCa40.078 23 Vanadium50.941 26 55.845FeEisen 21 ScandiumSc44.956 24 ChromCr51.997 27 CoKobalt58.933 11 NatriumNa22.990 12 MagnesiumMg24.305 3 LithiumLi6.94 1 WasserstoH1.008 4 BerylliumBe9.012 58 CeCer140.12 90 ThoriumTh232.04 61 PromethiumPm(145) 93 NeptuniumNp(237) 59 PraseodymPr140.91 91 ProtactiniumPa238.03 62 SamariumSm150.36 94 PlutoniumPu(244) 63 EuropiumEu151.96 95 Americium(243) 57 LanthanumLa138.91 89 Actinium(227) 60 NeodymNd144.24 92 238.03UranU
11DAS PERIODENSYSTEM nochHalogeneActinoideEdelgaseNichtmetalleLanthanoidenichtausreichend bestimmt 47 AgSilber107.87 50 SnZinn118.71 14 SilicumSi28.085 48 CadmiumCd112.41 51 AntimonSb121.76 15 PhosphorP30.974 53 126.90IodI 17 ChlorCl35.45 46 PalladiumPd106.42 49 IndiumIn114.82 13 AluminiumAl26.982 52 TeTellur127.60 16 SchwefelS32.06 54 XenonXe131.29 18 Argon39.948 79 AuGold196.97 82 PbBlei207.2 80 QuecksilberHg200.59 83 BismutBi208.98 85 AtAstat(210) 78 PlatinPt195.08 81 ThalliumTl204.38 84 PoloniumPo(209) 86 RnRadon(222) 29 CuKupfer63.546 32 GermaniumGe72.630 6 KohlenstoC12.011 30 ZnZink65.38 33 AsArsen74.922 7 StickstoN14.007 35 79.904BrBrom 9 18.998FluorF 28 NickelNi58.693 31 GalliumGa69.723 5 10.81BBor 34 SeSelen78.971 8 SauerstoO15.999 36 KryptonKr83.798 10 NeNeon20.180 2 HeliumHe4.003 110 DarmstadtiumDs(281) 112 CoperniciumCn(285) 114 FleroviumFl(289) 116 LivermoriumLv(293) 111 RoentgeniumRg(282) 113 NihoniumNh(286) 115 MoscoviumMc(290) 117 TennessTs(294) 118 OganessonOg(294) 97 BerkeliumBk(247) 65 TerbiumTb158.93 100 FermiumFm(257) 68 ErbiumEr167.26 98 CaliforniumCf(251) 66 DysprosiumDy162.50 101 Mendelevium(258) 69 ThuliumTm168.93 102 NobeliumNo(259) 70 YtterbiumYb173.05 96 CmCurium(247) 64 GadoliniumGd157.25 99 EinsteiniumEs(252) 67 HolmiumHo164.93
DIE ELEMENTEKLASSISCHEN KAPITEL 1
Links: Der legendäre Weise bzw. die Göttergestalt Hermes Trismegistos lehrt den ägyptischen Astronomen Ptolemäus das Weltsystem. Silberplatte mit Relief, 500–600. The J. Paul Getty Museum, Villa Collection, Malibu, Kalifornien.
um 460 bis um 370 v. Chr. Hippokrates von Kos, Gründer der cheProzessKrankheitseinerdieMedizinschule.hippokratischenBegründetewestlicheMedizinmitÜberzeugung,dasseinnatürlicheristundkeinegöttli-Strafe.
Unten: Die vier Elemente. Detail aus Various Verse Treatises On Moral Subjects and Natural History, italienisch, 1481, BL Harley 3577, The British Library, London. um 850 v. Chr. Das griechische Alphabet wird aus dem phönizischen Alphabet entwickelt. 776 v. Chr. Die ersten schriftlich belegten Olympischen Spiele finden statt. um 624 bis 545 v. Chr. Thales von Milet, gelegentlich als Vater der Geometrie und der matikBeweisführungaxiomatischeninderMathe-bezeichnet. um 571 bis um 497 v. Chr. Pythagoras von Samos. Einige seiner sichUniversums,nichtbehaupteten,AnhängerdieErdeseiderMittelpunktdessonderndreheumein«Zentralfeuer».
14 er Körper der Welt», schrieb Platon um 360 v. Chr. in seiner umfangreichen philosophischen Abhandlung Timaios, «besteht aus vier elementaren Bestandteilen: Erde, Luft, Feuer und Wasser, deren gesamte verfügbare Menge in der Zusammensetzung der Welt aufgeht.»
DIE KLASSISCHEN
Dieses Elementequartett wird häu g als allgegenwärtiges System der Antike dargestellt, doch das war es nicht. Das Vier-Elemente-System wurde erstmals im 5. Jahrhundert v. Chr. von dem Philosophen Empedokles formuliert, um den sich exotische Geschichten ranken. Manche hielten ihn für einen Zauberer, der die Toten erwecken konnte, und der Legende nach soll er in der Überzeugung, ein unsterblicher Gott zu sein, durch einen Sprung in den Vulkankrater des Ätna gestorben sein. Wie so viele Berichte über Menschen, die in Zeiten vor verlässlichen historischen Aufzeichnungen lebten, sollten solche Erzählungen nicht wörtlich genommen werden. ELEMENTE
380 v. Chr. Platon, Schüler des Sokrates, gründet in Athen seine Akademie. 384–322 v. Chr. Aristoteles. Wurde von Platon unterrichtet und begründete die Philosophieschule Peripatos sowie den Aristotelismus. um 287 bis 212 v. Chr. Archimedes von Syrakus: Erfinder, Ingenieur, Mathematiker und Astronom. «D
Zwar überdauerte Empedokles’ Elementesystem –teils aufgrund der Unterstützung durch Aristoteles und Platon – bis ins Mittelalter und darüber hinaus, doch es gab selbst unter den griechischen Philosophen Meinungsverschiedenheiten bezüglich der Zusammensetzung der Welt. Das überrascht kaum, da die Antwort weder offensichtlich noch leicht zu ermitteln ist. Doch alle Ansätze scheinen zwei Prinzipien gefolgt zu sein: Erstens haben die Gewebe der Welt recht unterschiedliche Eigenschaften – manche sind fest, manche üssig, manche üchtig. Natürlich können wir auch feinere Unterscheidungen treffen: So gibt es etwa weiche, klebrige Substanzen (wie Schlamm), aber auch zähe, jedoch biegsame (wie Holz). Sie haben unterschiedliche Farben, Geschmäcke, Gerüche. Dennoch trafen viele griechische Philosophen nur die einfachsten Unterscheidungen, wenn sie die grundlegendsten Elemente zu bestimmen versuchten. Farben beispielsweise waren ober ächlich und konnten sich ändern – man bedenke nur, wie Kupfer grün anläuft. Aber Festigkeit zeigte jede Substanz, die einen großen Anteil an «Erdhaftigkeit» besaß.
Oben: Die vier klassischen Elemente – terra (Erde), aqua (Wasser), aer (Luft) und ignis (Feuer) –, dargestellt in konzentrischen kosmischen Sphären. Robert Fludd: Utriusque Cosmi Maioris Scillicet et Minoris Metaphysica, Physica Atque Technica Historia, Oppenheim: J. T. de Bry, 1617, Getty Research Institute, Los Angeles.
15DIE KLASSISCHEN ELEMENTE
Das zweite Leitprinzip besagte, dass Substanzen sich verändern lassen. Verbrennt man ein Holzscheit, scheint sich ein Großteil in die Luft zu ver üchtigen, zurück bleibt Asche. Kupfer und Eisen können geschmolzen werden, sodass sie ießen. Beim Verständnis der Elemente ging es also nicht nur darum, eine statische, unveränderliche Welt zu beschreiben; es musste auch die Umwandlungen abdecken, die wir um uns herum wahrnehmen.Esist verlockend anzunehmen, dass die Elementesysteme der Antike aus derselben Suche nach Einfachheit heraus entstanden, die spätere Chemiker dazu brachte, ein Periodensystem zu entwickeln und mit einem einheitlichen Blick auf das Wesen von Atomen zu erklären, oder moderne Physiker veranlasste, Theorien über die kleine Familie elementarer Partikel zu entwickeln, aus denen Atome bestehen. Vielleicht spielte dieser Impuls, nach einer gedanklichen Geschlossenheit zu suchen, tatsächlich eine Rolle – die Menschen fanden es schon immer hilfreich, komplexe Dinge und Prozesse auf einfachere herunterzubrechen, die leichter zu begreifen sind. Schließlich macht das einen großen Teil des Wissenschaftsbetriebs aus. Doch das Bestreben, die Elemente zu verstehen, war auch praktisch motiviert. Was passierte, wenn man Brot in den Ofen schob, wenn der Mörtel zwischen den Backsteinen aushärtete, wenn eine Keramikglasur im Brennofen glänzend und hart wurde? Während wir der Geschichte der Entdeckung der Elemente nachgehen, dürfen wir eines nie vergessen: Viele dieser Entdeckungen wurden nicht gemacht, weil danach gesucht wurde, sondern weil jemand versuchte, etwas Nützliches herzustellen. Chemie ist und war immer vorrangig eine Kunst des Herstellens – und wenn wir wissen wollen, was die Elemente sind, dann deshalb, weil es immer nützlich ist, die Zutaten zu kennen.
AUF SUCHE NACH DEM ATOM
26 as Wort «Atom» stammt vom griechischen atomos, «unteilbar», ab. Wir wissen heute, dass Atome sich sehr wohl teilen (und auch verschmelzen) lassen, und später werden wir sehen, dass dieser Vorgang uns viele neue Elemente schenkte. Doch auch wenn Atome nicht die grundlegendsten Einheiten der Materie sind, ist das Konzept eines chemischen Elements nur bis zu diesem Unterteilungsgrad sinnvoll: Trennt man Materie über die Atomebene hinaus, bleiben keine Elemente mehr übrig. Es ist gleichermaßen außergewöhnlich wie merkwürdig, dass die alten Griechen zu dem Schluss kamen, dass alle Substanzen aus Atomen bestehen müssen, dass sie letzten Endes über eine Körnung verfügen müssen, über die hinaus sie sich nicht mehr teilen lassen. Das entspricht schließlich nicht unserer Alltagserfahrung. Man kann ein Stück Käse immer kleiner schneiden und kommt nur deswegen irgendwann an eine Grenze, weil Messer oder Augen nicht scharf genug sind. Mit einer Rasierklinge und einer Lupe lässt der Vorgang sich fortsetzen, noch weiter mit einem Mikroskop. Wer käme auf die Idee, dass es eine absolute Grenze gibt? Dennoch gelangte Leukipp von Milet im 5. Jahrhundert v. Chr. zu genau diesem Schluss. Wenigstens wird dies berichtet – das Wenige, das wir über ihn wissen, stammt aus Schriften anderer. Mehr wissen wir über den Philosophen Demokrit, der als sein Schüler galt und den Begriff atomos für diese unsichtbaren Körnchen geprägt haben soll. Diese frühe Atomtheorie war vielleicht ein Rechts: Die Platonischen Körper mit den zugehörigen Elementen. Detail aus Johannes Kepler: Harmonices Mundi, Linz: Johann Planck, Buch V, 1619, Smithsonian Libraries, Washington, DC.
Links: Das AntiquorumSystema oder Demokritische Universum. Aus: John Seller: Atlas Cœlestis, London: J. Seller, um 1675, Schaubild 23, Robert Gordon Map Collection, Stanford University Kalifornien.Libraries,
DER
D
Das alles klingt danach, als hätte Platon Demokrits Ansichten über den atomaren Aufbau der Materie geteilt, nur dass er von geometrischen Atomen ausging. Doch das ist nicht ganz richtig. Es ist nicht leicht zu bestimmen, für wie «real» Platon diese Atome hielt, und zu einer Erwähnung Demokrits ließ er sich nie herab. Doch für Platon war die Realität, wie wir sie kennen, etwas Vieldeutiges: Er vermutete dahinter nur den Schatten von etwas Ewigem, Harmonischem und Geometrischem.
27AUF DER SUCHE NACH DEM ATOM
Versuch, die Ansicht der eleatischen Schule, im Zentrum der Materie stünde die Dauerhaftigkeit, mit der offenkundigen Tatsache in Einklang zu bringen, dass es dennoch zu Veränderungen kommt, wie jeder erkennen konnte. Vielleicht ist Veränderung nichts weiter als die Neuanordnung unvergänglicher, ewiger Atome? Vielleicht könnten diese verschiedenen Anordnungen nur weniger Arten von Atomen ja auch erklären, warum es auf der Welt nur eine Handvoll Elemente gibt, aber unzählige unterschiedliche Substanzen? Aristoteles verglich das mit der kleinen Anzahl von Buchstaben, aus denen sich eine fast unbegrenzte Anzahl von Wörtern bilden lässt – eine Analogie, die auf gespenstische Weise der Metapher ähnelt, mit der in der modernen Chemie erklärt wird, wie Atome sich zu einer breiten Palette an Molekülen und Materialien verbinden. Wenn aber alle Materie aus Atomen besteht, was bendet sich dann zwischen ihnen? Für Leukipp und Demokrit war es einfach leerer Raum: eine Lücke. Andere Philosophen hielten die Vorstellung von der Existenz eines Nichts für lachhaft; einige glaubten, dass die Atome den vorhandenen Raum vollständig ausfüllen müssen, andere argumentierten, dass Materie offenbar doch unendlich teilbar sei, sodass winzige Körnchen eventuelle Lücken zwischen größeren Körnchen bis ins Unendliche füllenWiekönnten.sahenAtome aus? Demokrit äußerte sich dazu nicht, aber Platon hatte im 3. Jahrhundert v. Chr. eigene Vorstellungen. Da er davon überzeugt war, dass der Kosmos vom Schöpfer nach Prinzipien der mathematischen Harmonie und Perfektion erbaut worden war, kam er zu dem Schluss, dass diese Atome die Form symmetrischer dreidimensionaler Körper (Polyeder) haben mussten, die sich aus regelmäßigen Polygonen erzeugen lassen, zweidimensionalen Formen mit gleich großen Seiten und Winkeln. Es gibt eine unendliche Anzahl regelmäßiger Polygone, aber nur drei können Polyeder mit deckungsgleichen Seiten bilden: gleichseitige Dreiecke, Quadrate und Fünfecke. Daraus entstehen maximal fünf Polyeder, die heute als Platonische Körper bezeichnet werden.Platon behauptete, dass vier dieser Objekte den Formen der Atome der vier Elemente entsprächen – und dass diese Formen die Eigenschaften der Elemente erklären. Die feste, stabile Erde bestehe aus zusammengedrängten würfelförmigen Teilchen, während der Polyeder mit den wenigsten Flächen, der Tetraeder, am beweglichsten sei und daher den Grundbaustein des Feuers bilde. Darüber hinaus hat der Tetraeder auch die spitzesten Ecken, weswegen Feuer am «eindringlichsten» sei. Luft und Wasser, aus Oktaedern bzw. Ikosaedern bestehend, die sich ebenfalls jeweils aus gleichseitigen Dreiecken zusammensetzen, seien Zwischenstadien zwischen dieser Festigkeit und Beweglichkeit. «Alle diese Körper muss man sich aber», schrieb Platon, «in dieser ihrer Eigenschaft so klein denken, dass jeder einzelne von jeder Gattung wegen seiner Kleinheit von uns nicht wahrgenommen werden kann, und dass vielmehr, wenn viele von ihnen zusammengehäuft sind, nur ihre Massen von uns erblickt werden.» Beeindruckend an diesen frühen Vorstellungen von den Elementen ist auch hier wieder die Tatsache, dass sie versuchen, das Verhalten der Materie, aus der die Welt besteht, anhand einer Theorie über ihre Zusammensetzung zu erklären, und das in Größenordnungen, die wir nicht sehen können oder (wie diese Philosophen glaubten) jemals sehen werden.
KAPITELDresden. 3 ALCHEMISTISCHEELEMENTE
Links: Alchemist bei der Durchführung einer (symbolisch dargestellten) chemischen Umwandlung. Aus: Edward Kelly: Theatrum Astronomiae Terrestris, 1750 (lateinisch-griechisch-deutsches Manuskript), Sächsische Staats- und Universitätsbibliothek,
SCHWEFEL
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Oben rechts:
Philosophiae Magnae, 1567, Science History Institute,NichtmetallPhiladelphia.ORDNUNGSZAHL 16 ATOMMASSE 32,06 AGGREGATZUSTANDUNTERSTANDARD-BEDINGUNGEN fest S
SchwefelS chon immer umwehte Schwefel der Hauch des Teu ischen. Das überrascht kaum, kommt er in der Natur doch häu g an höllenartigen Orten vor, nämlich bei Vulkanen. Bei der Untersuchung eines Vulkankratersees in Costa Rica entdeckten zwei britische Wissenschaftler 1989, dass das Wasser verdunstet war und dampfende Gruben mit geschmolzenem Schwefel hinterlassen hatte, verkrustet mit den leuchtend gelben Kristallen des Elements und nach dem übelriechenden Gas – Schwefeldioxid – stinkend, das sich durch die Verbindung von Schwefel mit Luft bildet. Da das Reinelement in mineralischer Form in der Natur vorkommt, gehört Schwefel zu den Elementen, die nicht erst entdeckt werden mussten. Er hatte jedoch von jeher verschiedene Anwendungen; aus diesem Grund werden Schwefelablagerungen in Vulkangebieten schon seit der Antike abgebaut. Sein beißender Geruch machte ihn zu einem nützlichen Räuchermittel: Durch Verbrennen von Schwefel entstehendes Schwefeldioxid vertrieb Ungeziefer wie Mäuse, Schaben und Flöhe, und gelegentlich wurde pulverisierter Schwefel in Lebensmittelgeschäften verstreut, um diese Schädlinge fernzuhalten. Auch als Arznei wurde er eingesetzt: Ärzte waren überzeugt, Schwefel stelle das Gleichgewicht der vier Körpersäfte wieder her, von denen man in der Antike und im Mittelalter glaubte, sie steuerten die Gesundheit. Arabische Alchemisten erwähnen schwefelhaltige Salben und der ein ussreiche Schweizer Arzt Paracelsus und seine Anhänger empfahlen sie gegen Juckreiz. Schwefel ist brennbar und wird deshalb oft mit Feuer in Verbindung gebracht: Das 1. Buch Mose erzählt, wie «der Herr […] Feuer und Schwefel vom Himmel auf Sodom und Gomorra regnen [ließ]», um die Menschen dieser Städte für ihre Sünden zu bestrafen. Im Zweiten Gesang von Das verlorene Paradies beschreibt John Milton Satans Reich als einen Ort voll übelriechender Dämpfe und seinen Thron als «mit Schwefel […] und fremdem Feuer […] um utet». Tatsächlich war Schwefel zweifellos ein Teufelszeug. Wahrscheinlich war er ein Bestandteil einer Brandwaffe namens «Griechisches Feuer», das das byzantinische Reich etwa ab dem 7. Jahrhundert in Seeschlachten einsetzte. Niemand weiß, woraus genau die tödliche Mischung bestand – wahrscheinlich gab es auch verschiedene Rezepturen –, aber meistens gehörten wohl Schwefel sowie ent ammbare Substanzen aus Rohöl oder Harzen dazu. Den Erzählungen nach war es fast unlöschbar, selbst wenn es auf dem Wasser trieb. Später war Schwefel auch ein Bestandteil des Schwarzpulvers, das bekanntlich um das 9. Jahrhundert in China erfunden wurde. Manchmal wird behauptet, in China sei es ursprünglich nur zur Unterhaltung verwendet worden, zur Herstellung der
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Feuerwerkskörper, die sich dort heute noch so großer Beliebtheit erfreuen. Als sein Herstellungsgeheimnis etwa 250 Jahre später in den Westen durchsickerte, habe man dort dann deutlich tödlichere Einsatzmöglichkeiten für das Pulver gefunden. Doch das stimmt nicht ganz: Auch in China kam das Schwarzpulver spätestens ab dem 11. Jahrhundert in der Kriegsführung zum Einsatz, etwa in «Feuerpfeilen» und Bomben, die bei Belagerungen und in Seeschlachten dem Feind entgegengeschleudert wurden. Für Schwarzpulver wird Schwefel mit Holzkohle und Salpeter (Kaliumnitrat) gemischt; der Salpeter liefert den Sauerstoff, der Schwefel und Kohle mit plötzlicher Wucht verbrennen lässt. Es ist vor allem das Kohlepulver, das die feurige Explosion verursacht, doch der Schwefel sorgt dafür, dass es sich bei niedrigeren Temperaturen entzündet.
Rechts: Der islamische Alchemist Dschabir ibn Hayyan, möglicherweise gemalt von Giovanni Bellini. Aus: Mixcellanea d’Alchimia, 1460–1475, Cod. Ashburnham 1166, Biblioteca Medicea Laurenziana, Florenz.
Oben: Darstellung herabregnenden Schwefels in John Martins The Destruction of Sodom and Gomorrah, 1852, Laing Art Gallery, Newcastle-upon-Tyne.
Links: Paul Lelong: Electricity: Condenser Jars, an Electro-static Generator, and a Vase with Flowers, Gouache, 1820, Wellcome Collection, London.
ELEKTRISIERENDEENTDECKUNGEN
KAPITEL 6
1818 Mary Shelley Frankenstein.veröffentlicht 1830 Die erste Eisenbahnlinie zwischen zwei Städten (Liverpool und Manchester Railway oder L&M) wird eröffnet. 1831–1836 Charles Darwins Reise an Bord der HMS Beagle. 1837 Telegrafie wird patentiert.
ELEKTRISIERENDEENTDECKUNGEN
Links: Elektrische Experimente an Fröschen. Aus: Luigi Galvani: De Viribus Electricitatis, Mutinae: Apud Societatem Collection,1792,Typographicam,TafelI,WellcomeLondon.
1876 Die ersten installiert.werdenStraßenlampenelektrischenderWeltinLosAngeles I
1842 Erster Einsatz von Anästhesie. 1848 Karl Marx und Friedrich Engels veröffentlichen Das Kommunistische Manifest 1851 Mit der Londoner Industrieausstellung eröffnet die erste internationale Expo bzw. Weltausstellung.
1796
1767 veröffentlichte Joseph Priestley, der englische Chemiker und politische Reformer, den man mit einiger Berechtigung als Entdecker des Sauerstoffs bezeichnen könnte, ein äußerst populäres Buch mit einer Zusammenfassung des Wissensstands über Elektrizität.
Der von Edward Jenner entwickelte Pockenimpfstoff ist der erste erfolgreiche Impfstoff.
144 m Laufe des 18. Jahrhunderts wuchs in der Wissenschaft die Vermutung, dass in der Elektrizität tiefe, hintergründige Geheimnisse verborgen sind. Am Anfang dieses Jahrhunderts zeigte der Engländer Stephen Gray, dass durch Reiben einer Glasröhre erzeugte statische Elektrizität wie ein Fluid an Metalldrähten entlang ießt. Er lud einen Schuljungen auf einer von der Decke hängenden Plattform elektrisch auf und ließ mithilfe einer Metallstange die Nase des armen Kerls Funken schlagen. Solche spektakulären Demonstrationen wurden zu beliebten Partytricks in den Salons der Reichen Europas. Elektrizität schien eine Art Fluid zu sein. 1745 zeigte der niederländische Wissenschaftler Pieter van Musschenbroek in Leiden, dass sie sich mithilfe statischer Elektrizität «sammeln» ließ, die durch das Drehen einer Glaskugel auf einer Achse erzeugt wurde, und dann genutzt werden konnte, um Elektroden aus Metallfolie aufzuladen, die an der Innenund Außenseite eines halb mit Wasser gefüllten Glasgefäßes befestigt waren. Diese sogenannte «Leidener Flasche» bot eine bequeme Möglichkeit, Elektrizität für Experimente zu speichern.Inden1740er- und 1750er-Jahren untersuchte der amerikanische Wissenschaftler und Politiker Benjamin Franklin – berühmt für seine Drachenexperimente bei Gewitter (die er wahrscheinlich gar nicht tatsächlich durchführte) – in sorgfältigen Studien, wie Elektrizität sich in Leidener Flaschen sammeln und aus ihnen entladen konnte. Einige dieser Geräte hatten genug Ladung, um dem unvorsichtigen Experimentator schmerzhafte oder gar lebensbedrohliche Stromschläge zu versetzen.
Etwa zwei Jahrzehnte später leitete der italienische Arzt Luigi Galvani Elektrizität aus Leidener Flaschen durch die Beine sezierter Frösche. Er beobachtete, dass sie dabei wie wiederbelebt zuckten, und fragte sich, ob Elektrizität in Wirklichkeit das aktivierende Lebensprinzip sein könnte. Diese Theorie, die unter dem Namen Galvanismus bekannt wurde, hatte auch Mary Shelley im Hinterkopf, als sie 1818 in ihrem Roman Frankenstein darüber spekulierte, wie eine Leiche wieder zum Leben erweckt werden könnte. Galvani fand heraus, dass er Tiermuskeln auch zum Zucken bringen konnte, indem er sie an zwei verschiedene Metalle wie Kupfer und Zink anschloss, die in Kontakt miteinander standen. 1800 stapelte sein Landsmann Alessandro Volta in Pavia diese Metalle abwechselnd mit salzgetränkten Stoff- oder Pappstücken (die Elektrizität leiten) und erkannte, dass diese «Säule» – eine primitive Art von Batterie – einen beachtlichen und dauerhaften Strom uss erzeugen konnte. Während Galvani dachte, dass die Metalle in seinen Experimenten Elektrizität aus dem Tiergewebe erhielten, bestand Volta darauf, dass es andersherum war: Die beiden Metalle waren die Stromquelle. Während die beiden Männer sich in einen lebhaften und teilweise hitzigen Streit über das Thema verstrickten, nutzte Galvanis Neffe Giovanni Aldini Voltas Säule für einige schaurige und buchstäblich schockierende Experimente, in denen er viel mehr «wiederbelebte» als sezierte Froschbeine. Zuerst erzeugte er Muskelbewegungen – den Anschein von Leben – in Bullenköpfen, die er frisch aus dem Schlachthaus holte. 1803 dann schloss er seine Batterien an die Leiche eines Kriminellen an, die er sich von den Galgen in Newgate beschafft hatte. Andere fanden weniger umstrittene und letztlich deutlich nützlichere Anwendungsmöglichkeiten für die Voltasche Säule. 1800 untersuchten die beiden englischen Wissenschaftler William Nicholson und Anthony Carlisle die Übertragung von Elektrizität durch Wasser und beobachteten, dass von den untergetauchten Elektroden Gasbläschen aufstiegen. Sie bestimmten die Gase als Sauerstoff und Wasserstoff, laut Antoine Lavoisier die Bestandteile des Wassers selbst. Die beiden Forscher hatten mithilfe von Elektrizität Wasser in seine Elemente gespalten – ein Verfahren, das bald unter dem Namen Elektrolyse bekannt wurde. Mit anderen Worten, Elektrizität ließ sich nutzen, um eine chemische Reaktion herbeizuführen. Könnten sich auch andere Substanzen auf diese Weise in ihre elementaren Bestandteile zerlegen lassen?
145EINFÜHRUNG
Links: Elektrische Experimente an ShelleysInspirationGalvanis(ausgeführtKörperteilenvonLuigiNeffen),einefürMary Frankenstein. Aus: Jean (Giovanni) Aldini: Essai Théorique et Expérimental Sur Le Galvanisme, Bologna: Joseph Lucchesini, 1804, Wellcome Collection, London.
Fugger,
Gmelin,
Fluor
222 REGISTER
Kursive Seitenzahlen beziehen sich auf Abbildungen A Abelson, Philip 202 Agricola, Georgius 77, 77, 78, 80, 82, 84, 90, Ägypter128 30, 32, 37, 42, 62, 65, 88, 153 Aldini, Giovanni 145, 145 Alpha-Teilchen 192–3, 194, 194, 195, 197, Aluminium200 41, 158–61, 165 Americium 204–7 Ammoniak 110, 117, 126, 140 Ampère, André-Marie 129 Anaximander von Milet 16, 17, 18, 20 Anaximenes 20, 22 Antimon 62–5, 78, 87, 90, 162 Apeiron 17, 20 Argon 183, 183, 184, 185 Aristoteles 15, 16, 17, 18, 21, 25, 27, 28, 29, 62, Arnald170von Villanova 52, 53, 62 Arsen 79, 87, 88–91, 135, 162 Assyrier 45, 62 Aston, Francis 208 Äther 28–9, 62, 123, 170 Atome 6, 26–7, 140–1, 192–5, 195, 217 Atomkern 193, 194, 195, 200, 202, 210, 216 B Balard, Antoine-Jerôme 131, 177 Barba, Álvaro Alonso 78 Barium 152, 154, 187 Bayen, Pierre 110, 112 Becher, Johann Joachim 66, 66, 68 Becquerel, Henri 186, 187, 189 Berg, Otto 196–7 Bergbau 74–5, 76–7, 84, 94 Bergman, Torbern Olof 46, 84, 87, 93 Berkelium 204–7 Berthollet, Claude-Louise 105, 127 Berzelius, Jöns Jacob 94, 128, 131, 134, 136, 137, 147, 148, 159 Bessemer, Henry 47, 48, 48 Beta-Teilchen 192, 194 Beta-Zerfall 202 Biringuccio, Vannoccio 76, 93 Black, Joseph 114, 114, 116, 119, 153 Blei 40–3, 77, 78, 132 Bohr, Niels 211 Bomben 6, 190–1, 202–3, 203, 208–9, 210 Bor 156–7 Boyle, Robert 58, 60, 61, 72–3, 72, 83, 106 Brandt, Georg 87 Brandt, Hennig 58, 61 Brom 128, 129, 131, 162, 177 Bronze 32, 34–5, 40, 78 Bronzezeit 32, 34, 40, 44 Bunsen, Robert 172–4, 172, 175, 176, 177, 178 C Californium 204–7, 209, 214 Carlisle, Anthony 145, 146 Carnot, Sadi 124 Cäsium Cavendish,172–5Henry 106, 108, 108, 110, 115, Cennini,182 Cennino 88, 90 Chalkolithikum 34 Charles, Jacques 108 China 45–6, 54–5, 83 Chlor 126–7, 129, 131, 162 Chlorwasserstoff 126, Chlorwasserstoffsäure12795, 106, 126–7, 132 Chrom 132–5 Clepsydra 18, 20–1 Cockcroft, John 200, 201, 202 Copernicium 214 Corot, Jean-Baptiste-Camille 133, 134 Cotton, Mary Ann 91 Courtois, Bernard 129 Crookes, Sir William 165, 171, 176–7, 176, 177, 181 Curie, Marie 8–9, 186–9, 187, 188, 189, 204, Curie,210Pierre 9, 186–8, 187, 188, 189, 204 Curium 204–7, 210 Curtis, David 197 D D’Agostino, Oscar 202 Dalton, John 140–1, 140 Davy, Humphry 115, 127, 129, 146–7, 146, 148, 148, 149, 150, 150–1, 154, 156, 157, 158–9, 196 Demokrit 26, 27, 140 Diamant 118–20, 119, 121 Diderot, Denis 69, 70–1 Didymie Dioskorid13962, 82 Du Shi 45–6, 45 Dubnium 212, 216 E Einstein, Albert 29, 192, 208, 216 Einsteinium 208–9, 212 Eisen 32, 44–9, 78, 146, 173 Eisenzeit 32, 44 Ekeberg, Anders Gustaf 136 Eleatische Schule 24, 25, 27 Elektrolyse 147, 148, 154, 156, 158, 159, 160 elektromagnetische Wellen 170–1 Elektron 165, 192–3, 194, 211, 216, 217 Elektrum 35, 37, 78 Elemente, De nition der 72–3 Empedokles 14, 20–1, 20, 21, 22, 25 Entdeckung der Elektrizität 142–67 Erbium 136 Erde 24–5, 29 F Fermi, Enrico 202, 208, 209, 209 Fermium 208–9, 212 Feststoffe 24–5 Feuer 22–3, 122 Feuerstein 93 Flerov, Georgy Nikolayevich 210–11 FluorwasserstoffsäureFluorit128–31128 128, 129, 131 Franklin, Benjamin 144 Fraunhofer Linien 178, 178 Fraunhofer, Joseph von 178, 180 Fugger Familie 76–7 Fugger, Jakob 76 Johann 76 Fusion 208, 209 G Gadolin, Johan 136, 139 Gadolinium 136 Gadolit 136, 139 Gahn, Johan Gottlieb 93 Galen 18, 24–5 Galena 42–3 Galileo Galvani,Gallium29165Luigi 144–5, 144, 145 Galvanismus 144, 146 Gay-Lussac, Louis-Joseph 127, 156, 157, Geiger,159 Hans 193, 194 Ghiorso, Albert 205, 210, 211, 211 Glas 86–7, 87, 92–3, 98, 148, 149–50 Leopold 162, 162
223REGISTER Gold 32, 33, 34, 35, 36–8, 38, 42, 52, 72, 78, 95, 127, 156 Graft 118–19, 120 Gray, Stephen 144 Griechen 15, 16–17, 20, 26, 33, 35, 45, 73, 82, Gusseisen118 45, 46 H Haber-Bosch-Prozess 117 Hahn, Otto 202, 211, 212 Hall, Charles 159, 160 Hanckwitz, Ambrose Godfrey 61 Helium 178–81, 184, 185, 208, 214 Helmont, Jan Baptista van 19, 20, 93 Henckel, Johann Friedrich 94 Heraklit von Ephesus 22, 25 Héroult, Paul-Louis-Toussaint 159, 160 Hesse, Hans 84–5, 96–7 Hillebrand, William 181, 181 Hisinger, Wilhelm 137 Hittite Empire 44 Hoffman, Darleane 9 Holz Homer,24–5Illias 35 Hooke, Robert 170 I Indium International176–7 Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) 210, 212, 214, 216 International Union of Pure and Applied Physics (IUPAP) 212, 214, 216 Iridium 95, 205 Isotope 194, 195, 202, 212 J Jabir ibn Hayyan 55–6, 55 Janssen, Pierre Jules 178, 180 Jean von Rupescissa 52, 62 Jod 128, 129–31, 131, 162 Joliot-Curie, Irène 210 José, Juan 94 Joule, James Prescott 122, 125 Jupiter 78, 94, 106 K Kadmium 132–5 Kali 146–7, 148, 150–1, 154, 156, 159, 162, Kalk173152, Kalorimetrie154 124, 124 Kalorische Substanz 122–5 Kalzium 152–4, 173 Kathedrale von Chartres 85, 86 Kelly, William 48, 48 Kelvin, Lord 193 Keramik 137, 139 Kerckring, Theodor 62, 64 Kern, Serge 196 kinetische Theorie 125 Kirchhoff, Gustav 172–4, 172, 175, 176, 177, Klaproth,178 Martin 98, 133, 137, 154 Kobalt 79, 84–7, 88, 90 Kohlendioxid 19, 45, 115, 116, 119, 122 Kohlenstoff 6, 118–21, 194 Koloss von Rhodos 35 Kopernikus, Nikolaus 29, 29, 214 Kraft, Daniel 61 Krokoit Kunckel,Krypton132–3184,185Johann 61 Kupfer 34–7, 34, 37, 40, 41, 77, 78, 145, 147 Kupferzeit 34 Kurchatov, Igor 210 L Lanthana 139 Lavoisier, Antoine 9, 67, 68, 73, 105, 107, 108, 110, 111, 112, 116, 119–20, 122, 123, 124, 124, 128–9, 145, 150, 154, 156, 162, 170 Lavoisier, Marie-Anne Paulze 9 Lawrence, Ernest 197, 200 Le Rond d’Alembert, Jean 69, 70–1 Lecoq, Paul-Émile 136, 165 Lehmann, Johann Gottlob 132 leicht 170, 171 Leucippus of Miletus 26, 27, 140 Lithium 162, 173 Lockyer, Norman 180–1 Luft 20–1, 122 M Macquer, Pierre Joseph 105, 119 Magnesium 6, 152–5 Magnus, Albertus 89, 90 Mangan 92–3, Manhattan-Projekt154 209 Marconi, Guglielmo 171, 171 Marignac, Jean Charles Galissard 136 Marsden, Ernest 193 Maximilian, Erzbischof 76–7 Maxwell, James Clerk 125, 170, 170, 171 Mayow, John 110 McMillan, Edwin 200, 202, 204, 206–7 Mendelejev, Dmitri 8, 162, 163–5, 163, 164, 196, Messing21682, 83 Metall 24–5 Meyer, Julius Lothar 163, 164, 165 Midas, König 33, 37 Miles (Ionische) Schule 17, 20 Moissan, Henri 119, 120, 129, 131, 156–7, 182, 187 Mond 28, 29, 78 Montgol er, Joseph-Michel und JacquesÉtienne 108, 109 Morita, Kosuke 217 Morris, William 90, 91 Mosander, Carl Gustaf 136, 137, 138, 139 Moscovium 214, 216 Mozart, Wolfgang Amadeus 64 Muhammad ibn Zakariyy’a al-R’az’i 126, Musschenbroek,126 Pieter van 144 N Napoleon 91, 129, 156 Natrium 6, 131, 148–51, 156, 159, 162, 173, Neon177184, 185, 185, 210 Neptunium 200–3 Neutrino 202 Neutron 194, 200, 202, 217 Newlands, John 163 Newton, Isaac 29, 72, 73, 170, 172, 178 Nicholson, William 145, 146 Nihonium 216, 217 Nikolaus von Cusa 19 Nobel, Alfred 210 Nobelium 210 Noddack, Walter 196–7, 196 nukleares Zeitalter 190–217 O Odling, William 162, 163 Oganessium, Yuri 214, 216 Oganesson 214, 216 Ogawa, Masataka 196 Ørsted, Hans Christian 158, 159 P Palladium 94, 95, 98, 178 Palmieri, Luigi 181 Pannetier, Antoine-Claude 134 Paracelsius 52–3, 54, 54, 56, 62, 65, 66, 72, Periodensystem83 8, 10–11, 162–7 Perrier, Carlo 197, 198 Perrin, Jean 192 Phlogiston 66–71, 110, 115, 123, 127, 182 Phosphor 58–61, 162 Phosphoreszenz 100, 186 Platin 94–5, 205 Plato 14, 15, 27, 28 Plinius der Ältere 32–3, 93, 149–50 Plutonium 200–3, 204, 209, 210 Polonium 8, 136, 186–9 Pottasche 146, 148, 150, 156 Priestley, Joseph 67–8, 110, 112, 115, 144 prote hyle 16–17, 24, 162 Proton 194, 200, 202, 217 Prout, William 162 Ptolemäus 12–13 Pythagoras 17, 18
224 REGISTER Q Quarz 92, 93, 136 Quecksilber 56, 57, 66, 72, 78, 87 R Radioaktivität 187–9, 194 Radiowellen 171 Radium 8, 186–9, 197 Radon Ramsay,184–5William 181, 182, 183–4, 183, 184 Rayleigh, Lord (John William Strutt) 182 Réaumur, René-Antoine Ferchault de 46, 47 Reich, Ferdinand 177 Rhodium 95, 196 Richter, Hieronymus 177 Ritter, Johann Wilhelm 171 Römer 35, 40, 42–3, 45, 62, 82, 86, 98, 153 Röntgen, Wilhelm 100, 101, 171, 186 Röntgenstrahlen 100, 101, 186 Roscoe, Henry En eld 140–1, 172 Royal Institution 146, 148 Royal Society 61, 73, 95, 106, 119, 147, 182 Rubidium Rutherford,172–5Daniel 114–16 Rutherford, Ernest 184–5, 192–4, 194, 195, 197, Rutherfordium210 210, 212 S Salmiakgeist 126, 127, 127 Salpetersäure 126–7, 133 Salz 56, 66, 72, 126, 127, 131, 149, 153 Salzsäure 127, 129 Sandstein 152–4, 152, 153 Saturn 78, 106 Sauerstoff 6, 110–13, 122, 123, 140, 162, 182 Scheele, Carl Wilhelm 92, 93, 94, 110, 112, 127, SchwarzpulverSchmelzen12845–655, 56, 118, 136 Schwefel 54–7, 66, 72, 134, 162, 176, 177 Seaborg, Glenn 198, 202, 204, 204, 205, 212, 213 Seaborgium 212 Segrè, Emilio 197–8, 199, 200, 202 Selen 134, 176, 177 Seltene Erden Elemente 136–9 Shelley, Mary 145, 145 Silber 32, 33, 34, 35, 36–7, 38, 77, 78, 90, 95 Silikon 158–61 Soddy, Frederick 185, 192 Sonne 28, 29, 78, 178, 179, 180, 194, 208, 214 Spektroskopie 172–3, 174, 176, 181, 183 Stahl 44, 45–6 Stahl, Georg Ernst 66, 83 Steinkohle 118, 119–20 Steinzeit 32, 34, 44 Stibnit Stickstoff62–5114–17, 122, 140, 162, 182, 183, 197 Strabo 37, Stromeyer,82Friedrich 134 Strontium 152, 154, 154, 155 superschwere Elemente 209, 210–13, 214, 217 T Tacke, Ida 196–7, 196 Technetium 196–9 Teller, Edward 208–9 Tennant, Smithson 95, 119, 120 Tennessinium 205, 214, 216 Thales von Milet 17, 18 Thallium 176–7 Thénard, Louis-Jacques 87, 127, 156, 157, Theophilus159 Thermodynamik86–7 125 Thompson, Benjamin (Count Rumford) 123, Thomson,124–5 Joseph John 192, 193, 193 Thomson, Thomas 159 Trans-fermische superschwere Elemente 209, Travers,210–13Morris 183–4 U Ulloa, Antonio de 95 ultraviolettes Licht 171 Uran 98–101, 181, 186–8, 197, 198, 200, 202, 204, 208, 209, 211 Uranit 183, 184 Uranus 98, 202 V Valentine, Basil 62, 64 Vauquelin, Nicolas Louis 131, 132–4, 132 Viridian 133, 134, 134 Vitruvius 43, 153 Volta, Alessandro 145, 147 Volta’sche Säule 146–7, 147, 150, 154 W Walton, Ernest 200, 202 Wasser Wasserstoff18–19106–9, 117, 129, 140, 147, 162, 193, Wasserstoffbombe194 6, 208, 209 Webster, John 78, 81 Weintraub, Ezekiel 157, 157 Wells, H. G. 182–3, 184 Welsbach, Carl Auer von 139 Williams, Charles 176, 177 Wismut 78–81, 87, 162, 187, 200, 211 Wöhler, Friedrich 136, 159 Wolfram 94, 95 Wollaston, William Hyde 95, 98, 178 Wright of Derby, Joseph 59, 61 Wu Xing (chinesische Elemente) 25, 25 X Xenon 184, Xenophanes185von Kolophon 24, 25 Y Young, Thomas 115, 170 Ytterby 136, 137 Z Zink 78, 82–3, 87, 88, 90, 134, 145, 146, 147, Zinn17740–3, 77, 78, 146 Zirkonium 158–61 Zosimos von Panopolis 56, 90 Zou Yan Zyklotron25197, 197, 198, 199, 200, 206–7
Dabei erläutert Philip Ball nicht nur, woraus das Universum letztendlich besteht, sondern er beschreibt auch den von Irrungen und Wirrungen geprägten Weg, den die Forscherinnen und Forscher hin zur modernen Chemie und der Entdeckung des Periodensystems zurückgelegt haben. Neben den «echten» Elementen werden daher auch hypothetische Elemente thematisiert, die sich im Laufe der Zeit aber als inexistent erwiesen haben – beispielsweise das prote hyle und der himmlische Äther der alten Griechen oder aus jüngerer Zeit das Phlogiston und die kalorische Substanz. ISBN 978-3-258-08268-4
« Die Elemente» ist eine atemberaubende visuelle Reise durch die Entdeckungsgeschichte der chemischen Bausteine unseres Universums. Sie beginnt in der Vorgeschichte, als sich die Menschen erstmals Eisen, Zinn, Gold und Silber zunutze machten, und endet mit dem Atomzeitalter und dem Teilchenbeschleuniger.