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DIE NATURWISSENSCHAFTEN 
Herausgegeben von 
Dr. Arnold Berliner una Prof. Dr. August Pütter 
Fünfter Jahrgang. 
12. Januar 1917. 
Heft 2. 

Die neueren Forschungen der Valenz- 
lehre. | 
Von Prof. Dr. Hugo Kauffmann, Stuttgart. 
Während ursprünglich die Valenzlehre den 
einzigen Zweck verfolgte, die Verkettung der 
Atome und den Aufbau der Molekiile verstand- 
lich zu machen, sind ihr in neuerer Zeit noch 
viele andere und wichtigere Aufgaben erwachsen, 
deren gemeinsames letztes Ziel darin besteht, die 
Beziehungen zwischen der chemischen Zusammen- 
setzung und den Eigenschaften der Stoffe tiefer 
zu erfassen. Die Forschung dehnt sich nicht nur 
auf die chemischen, sondern mit gleicher Zuver- 
sicht auf die physikalischen Eigenschaften aus 
und wird wesentlich durch die Tatsache gefördert, 
daß zwischen beiden Arten von Eigenschaften 
häufig Parallelen oder sonstige Zusammenhänge 
unverkennbar zutage treten. 
Der Boden, in dem die Valenzlehre wurzelt, 
ist die Atomtheorie, die dank der Fortschritte auf 
dem Gebiet der Kolloidehemie und der radio- 
aktiven Erscheinungen heute als gesicherter und 
völlig fester Untergrund zu gelten hat. Die 
Hauptwurzeln der Valenzlehre sind die Isomerie- 
erscheinungen, also die Beobachtungen, daß Stoffe 
trotz völlig gleicher qualitativer und quantitativer 
chemischer Zusammensetzung dennoch durchaus 
voneinander verschieden und mit ganz anderen 
Eigenschaften ausgestattet sein können. Im 
Rahmen der Atomtheorie führt dieser Nachweis 
zu der Vorstellung, daß die Atome eines Moleküls 
sich nicht regellos zu einem bunt durcheinander 
gewürfelten Haufen zusammenfinden, sondern 
sich geordnet und in bestimmter Reihenfolge an- 
einanderlagern. Der Bau des Moleküls, also die 
Anordnung der Atome im Molekül, entscheidet 
über die Eigenschaften eines Stoffes, und jede Ab- 
iinderung des Baues hat eine Abänderung der 
Eigenschaften, d. h. eine Umwandlung in einen . 
anderen Stoff zur Folge. Die Valenzlehre gibt 
uns die Mittel an die Hand, in das Gefüge dieses 
Baues einzudringen und sogar eine Zeichnung 
von ihm zu entwerfen. 
In ihrer primitivsten Form bedient sich dazu 
die Valenzlehre eines sehr grobsinnlichen Hilfs- 
mittels, das wenig wissenschaftlich, dafür aber 
recht anschaulich ist. Die als Kugeln gedachten 
Atome werden als mit Häkchen oder einer ähn- 
lichen Vorrichtung versehen angenommen, und die 
Aneinanderreihung der Atome erfolgt dann in der 
Weise, daß immer ein Häkchen des einen Atoms 
in nur ein einziges Häkchen eines anderen Atoms 
Man hat diese Vorstellung sogar 
durch Modelle versinnlicht, nur hat man an Stelle 
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des Häkchens andere Einrichtungen angebracht. So 
wurden z. B. Locher in die das Atom darstellend 
Holzkugel eingebohrt und zur Verkettung Stib- 
chen mit dem einen Ende in ein Loch der einen 
und mit dem anderen Ende in ein Loch der an- 
deren Atomkugel hineingesteckt. 
Jedes Loch ist ein Sinnbild dessen, was der 
Chemiker Valenz nennt, und ein hineingestecktes 
Stäbehen ein Sinnbild dessen, was er als eine 
Bindung bezeichnet. Die Anordnung der Atome 
im Molekül wird Struktur oder Konstitution ge- 
nannt, und die chemischen Strukturformeln ent- 
halten außer den üblichen Symbolen der chemi- 
schen Elemente noch Striche zwischen diesen 
Symbolen; diese Striche bedeuten Bindungen 
zwischen den betreffenden Atomen. Die Struktur- 
formel des Wassers ist: 
H—O—H 
und drückt aus, daß an ein Sauerstoffatom zwei 
Wasserstoffatome gekettet sind. Das Modell des 
Sauerstoffatoms ist eine Kugel mit zwei Löchern, 
das des Wasserstoffes eine Kugel mit nur einem 
Loch, und jedem Strich der Strukturformel ent- 
spricht im Modell ein Stäbchen. 
Ein charakteristischer Zug des Modells ist die 
Beschränkung auf eine bestimmte Anzahl von 
Häkchen oder Löchern auf jeder Kugel. Dies 
hat einen tieferen chemischen Sinn; die Atome 
von jedem Element haben nämlich nur eine be- 
stimmte Anzahl von Valenzen. Die Wasserstoff- 
atome sind einwertig, d. h. sie haben nur eine 
einzige Valenz; die Sauerstoffatome sind zwei- 
wertig, haben also zwei Valenzen; die Stickstoff- 
atome sind dreiwertig, und die Kohlenstoffatome 
sind vierwertig. Die Stammsubstanz aller organi- 
schen Stoffe, das Methan, hat die Formel CH.. 
welche sich in die Strukturformel: 
H 
] 
H—C—H 
| 
H 
auflöst. 
Das wahre Wesen der Valenz und die wirk- 
liche Natur des atomverkettenden Mechanismus 
wird selbstverständlich weder durch die Modelle 
noch durch die Strukturformeln aufgeklärt. Man 
kann die Strukturformeln mit den Landkarten 
vergleichen, die gewiß über die Lage der Gebirge, 
Gewässer und Ortschaften vorzügliche Auskunft 
geben, aber nicht dazu berufen und auch nicht 
dazu imstande sind, Einblick in die gestaltenden 
physischen und wirtschaftlichen Faktoren zu ver- 
schaffen. In gleicher Weise sind auch die Struk- 
turformeln des Chemikers ein ausgezeichneter. 
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