Aufbau der Materie aus Atomen
Bereits in der Antike gab es Vermutungen darüber, dass die Materie aus kleinsten Teilchen, aus Atomen (aus dem Griechischen: atomos = unteilbar) aufgebaut ist.
Der englische Naturforscher John Dalton (1766-1844) konnte mit seiner Atomhypothese aus dem Jahre 1808 bereits früher entdeckte Gesetze über chemische Reaktionen erklären. Er ging u.a. davon aus, dass Atome bei chemischen Reaktionen nicht zerstört oder erzeugt werden können, sondern nur neu angeordnet werden.
Erst zu Beginn des 20. Jahrhunderts wurde allerdings die Frage, ob es Atome wirklich gibt, oder ob es sich nur um eine Modellvorstellung handelt, abschließend geklärt.
Einen wichtigen Beitrag dazu lieferte Albert Einstein im Jahre 1905. Er erklärte die seit langem bekannte Brownsche Bewegung kleiner Teilchen durch zufällige Stöße von Atomen oder Molekülen und konnte sogar die mittlere freie Weglänge der gestoßenen Teilchen mit Hilfe der Atomvorstellung genau berechnen.
Damit waren die letzten Zweifel über die Existenz von Atomen ausgeräumt. Über die innere Struktur, also den Aufbau von Atomen, war bis dahin aber nichts bekannt.
Größe und Masse von Atomen
Atome sind selbst mit den stärksten Lichtmikroskopen nicht zu erkennen. Die Größenordnung von Atomen lässt sich jedoch mit einem recht einfachen Versuch abschätzen, dem sog. Ölfleckversuch.
In Übereinstimmung mit anderen (komplizierteren) Experimenten erhält man damit das Ergebnis:
Der Durchmesser von Atomen liegt in der Größenordnung von zehmillionstel Millimetern (10-10 m).
Das entspricht weniger als einem Tausendstel der Wellenlänge von Licht.
Die Masse von Atomen lässt sich ermitteln, wenn man die Teilchenzahl bzw. die Stoffmenge einer bekannten Masse kennt.
Der Zusammenhang zwischen Masse, Stoffmenge und Teilchenzahl wurde bereits im Abschnitt zur universellen Gasgleichung (→Thermodynamik) erläutert:
