Naturwissenschaftliche Rundschau. 



Wöchentliche Berichte 



über die 



Fortschritte auf dem (resamtgebiete der Naturwissenschaften. 



XXVI. Jahrg, 



26. Oktober 1911. 



Nr. 43. 



Elektronenemission bei chemischen 

 Reaktionen. 



Von Prof. Dr. F. Haber. 



(Vortrag in der Gesamtsitzung der Naturwissenschaftlichen 



EJauptgruppe der *;;. Versammlang deutscher Naturforscher und 



Arzte in Karlsruhe am 27. September 1911.) 



Die Elektronenemission bei chemischen Reak- 

 tionen ist ein Gegenstand, den die Wissenschaft bisher 

 kaum kennt. Aber das Thema steht in Beziehung 

 zu Fragen des Faches , die der erste Vertreter 

 der physikalischen Chemie an dieser Karlsruher Hoch- 

 schule, Lothar Meyer, vor langer Zeit behandelt 

 hat. So erscheint es naheliegend, vor dieser Ver- 

 sammlung Ergebnisse einschlägiger Untersuchungen 

 mitzuteilen, welche meinen Freund und Mitarbeiter 

 Dr. G. Just und mich ziemlich lauge beschäftigt 

 haben. 



Annähernd so alt wie der moderne Begriff der 

 chemischen Elemente ist auch der Gedanke, daß ihre 

 große Zahl nicht die letzte Grundform der Materie 

 darstellt, sondern daß sich die Atome unserer Elemente 

 aus einfacheren Gebilden, ja vielleicht aus einem ein- 

 heitlichen Grundstoff aufbauen. Auf diesem geistigen 

 Boden ist die Erkenntnis von dem Gruppenzusammen- 

 hang der chemischen Elemente entstanden, die in dem 

 periodischen System derselben zum Ausdruck gelangt. 

 Die glänzenden Erfolge dieses Systems, die seiner 

 Aufstellung rasch folgten, die Entdeckung der voraus- 

 gesagten Elemente Scandium, Gallium und Germanium 

 haben den Familienzusammenhang der chemischen 

 Grundstoffe schon vor 40 Jahren über jeden Zweifel 

 hinausgerückt. Aber für die Frage, welche innere 

 Beschaffenheit der Elementaratome diesen Zusammen- 

 hang bedingte, fehlten der Chemie im vorigen Jahr- 

 hundert die zu erfolgreicher Bearbeitung unentbehr- 

 lichen Kenntnisse. 



Ein großer Fortschritt wurde um die Wende des 

 Jahrhunderts durch die Erkenntnis gemacht, daß die 

 negative Elektrizität aus diskreten, einander gleichen 

 Teilchen einer feineren Materie, den Elektronen, be- 

 steht, welche durch die verschiedensten physikalischen 

 Hilfsmittel, nämlich durch elektrische Kräfte, durch 

 kurzwellige Bestrahlung und durch hohe Temperatur 

 zum Austritt aus den Stoffen gebracht werden können. 

 Die Beobachtungen an Spektrallinien im magnetischen 

 Felde bewiesen, daß die Schwingungen solcher Elek- 

 tronen im Atom die Ursache der Linienspektra sind. 

 Dieser Komplex von Tatsachen nötigte zu der Vor- 



stellung, daß die Elektronen Bausteine der Elementar- 

 atome sind, und weckte sogar die Hoffnung, das Grund- 

 problem des Zusammenhanges der Elemente durch 

 die Auffassung der Atome als Einlagerungen ver- 

 schieden zahlreicher und verschieden angeordneter 

 Elektronen in dieselbe positive Grundsubstanz zu 

 lösen. Nun ist in den letzten Jahren wohl klar ge- 

 worden, daß der innere Aufbau des Atoms an Mannig- 

 faltigkeit dem Aufbau der Moleküle aus Atomen nichts 

 nachgibt. Wir sind unter diesen Umständen noch 

 recht weit davon entfernt, die chemischen Unter- 

 schiede der Elemente auf Zahl- und Bewegungsunter- 

 schiede in dieselbe positive Grundmaterie eingelagerter 

 Elektronen erklären zu können. Wir können vorerst 

 nur versuchen , die Mannigfaltigkeit der chemischen 

 Erscheinungen in Gruppen aufzulösen , von denen 

 einige den Schwingungen ausgezeichneter Elektronen 

 im Atomverbande, andere den Eigenschaften der posi- 

 tiven Reste zugeschrieben werden, die bei den einzelnen 

 Elementen vorerst individuell verschieden bleiben. 

 Schon von diesem beschränkten Eindringen in den 

 Atombau ist aber außerordentlich viel zu gewinnen. 

 Erfolge sind bisher vorzugsweise auf dem Gebiet der 

 Zustandseigenschaften der Stoffe zu verzeichnen. Aber 

 auch für die Reaktionslehre darf man sich großen 

 Nutzen versprechen, da es ganz den Anschein hat, daß 

 die Quelle der Affinität in den Eigeuschaften gewisser 

 ausgezeichneter Elektronen gelegen ist. 



Es gibt eine Klasse von chemischen Reaktionen, 

 bei denen der innere Aufbau des Atoms aus elek- 

 trischen Teileu bei der Beobachtung unmittelbar zu- 

 tage tritt. Bei den radioaktiven Verwandlungen näm- 

 lich haben wir Erscheinungen vor uns, in denen der 

 explosive Zerfall der Atome Schwärme von Elektronen 

 als ß-Strahlen neben solchen von positiver Materie 

 («-Strahlen) von der Zerfallsstelle wegtreibt. Diese 

 radioaktiven Veränderungen sondern sich indessen 

 bisher von den chemischen Umsetzungen dadurch 

 vollständig ab, daß sie freiwillig ohne unser Zu- 

 tun geschehen und durch keine Einwirkung, welche 

 wir zu üben vermögen, in ihrem Verlaufe beeinflußt 

 werden. Auf der anderen Seite sind die uns geläufigen 

 chemischen Reaktionen zwar häufig von elektrischen 

 Erscheinungen begleitet, aber keine dieser Erschei- 

 nungen ist so geartet, daß man aus ihr eine ähnliche 

 Beteiligung der zum Atombau gehörigen Elektronen 

 an der chemischen Umsetzung hätte herleiten mögen. 

 Die Ladungsaufnahmen und Abgaben, von denen die 



