Aufbau und Eigenschaften der Materie

Zusammenfassung

Der russische Chemiker Mendelejew und der Karlsruher Prof. Meyer ordneten (unabhängig voneinander) vor mehr als einem Jahrhundert die damals bekannten 63 Elemente nach ihren Eigenschaften, die sich periodisch mit steigendem Atomgewicht wiederholten. Dieses Schema nannte man später das Periodensystem der Elemente. Die beobachtete Regelmäßigkeit konnte lange nicht begründet werden, bis zur Entdeckung des Ausschließungsprinzips durch den Physiker Wolfgang Pauli. Zusammen mit der aus dem Bohrschen Atommodell folgenden Tatsache, dass Elektronen im Atom nur bestimmte Energiezustände annehmen können, erklärt es die Elektronenkonfiguration der Elemente. Diese Gesetzmäßigkeiten werden in Kapitel 1.1 besprochen. Die Quantenmechanik bildet auch die Grundlage für das Verständnis der Atom-und Molekülorbitale, mit denen die verschiedenen Arten der chemischen Bindung erklärbar sind (Kapitel 1.2). Die drei Aggregatzustände der Materie werden in 1.3 besprochen, mit dem Schwerpunkt auf den Kristallstrukturen. Die Gittereigenschaften und die Energiebänder der Festkörper, die bei der Vereinigung einzelner Atome zum Festkörper entstehen, erklären die verschiedenen Arten von Festkörpern — Metalle, Halbleiter und Isolatoren — und ihre mechanischen, elektrischen und thermischen Eigenschaften (Kapitel 1.4).