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AUGUST KEKULE |
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AUGUST KEKULE und die chemische Struktur. Lebensdaten: 1829 - 1896 Obwohl im 19. Jahrhundert eine F�lle neuer Stoffe entdeckt und bestimmt wurden, gelangte man nur unter gro�en Schwierigkeiten zu einer Theorie �ber den Aufbau chemischer Verbindungen. Es gab zwar eine Theorie zu len �Typen� und Radikalen, die erkl�rte, unter welchen Umst�nden chemische Reaktionen ablaufen, dennoch war s einige Zeit unklar, ob selbst die grundlegendsten und einfachsten Verbindungen �berhaupt vollst�ndig analysiert werden konnten. Dies traf vor allem auf die �organischen� Verbindungen zu, die sich - anders als Metalle - beim Verbrennen verfl�chtigen. Die Situation kl�rte sich im Jahr 1858 mit dem deutschen Wissenschaftler August Kekuk. Kekuk wird oft als der Vater der organischen Chemie bezeichnet. Er wies auf die zentrale Rolle hin, die das Kohlenstoffmolek�l bei organischen Reaktionen spielt, und zeigte, wie es sich mit anderen Elementen zu unz�hligen anderen Stoffen verbindet. 1865 entdeckte er die Ringstruktur. des Benzols und leitete damit eine neue �ra in der Chemie ein. Dadurch wurde es m�glich, chemische Reaktionen anschaulich darzustellen, sie zu erkl�ren und bis zu einem gewissen Grad vorherzusagen. Aus den schrittweisen molekularen Ver�nderungen, die aus seinen Strukturformeln abgeleitet werden konnten, ging die moderne synthetische organische Chemie hervor. Kekules Beitrag zu den Wissenschaften war, laut Frederick Japp, �ein brillanter Schaffensproze߫, der die Grundlagen f�r ein gesamtes neues Wissensgebiet legte. Friedrich August Kekule wurde am 7. September 1829 in Darmstadt geboren. Sein Vater Ludwig Carl Emil Kekuk (der sich w�hrend der napoleonischen Herrschaft den Akzent auf dem e seines Nachnamens zugelegt hatte) war oberster Berater des hessischen Gro�herzogs. Wie es der Wunsch seines Vaters war, studierte Kekule (ab 1847) zun�chst an der Universit�t Gie�en Architektur. Bald begann er sich f�r Mathematik zu interessieren und war fasziniert von den Vorlesungen JUSTUS LIEBIGS. 1849 begann er sein naturwissenschaftliches Studium, konnte mit finanzieller Unterst�tzung eines Stiefbruders 1851 in Paris Chemie studieren und kehrte 1852 nach Deutschland zur�ck, um zu promovieren. Von Liebig gef�rdert, arbeitete Kekule in der Schweiz und in London, bevor er 1856 in Heidelberg Privatdozent wurde und zwei Jahre sp�ter in Gent Professor - eine lange Lehrzeit, die sich in den n�chsten Jahren auszahlen sollte. Kekule, der der Laborarbeit nicht viel abgewinnen konnte, f�hlte sich eher zu den konzeptionellen Problemen hingezogen, welche in der Chemie Mitte des 19. Jahrhunderts aufgetreten waren. Man wu�te, da� sich Sauerstoff- oder Kohlenstoffatome leicht mit anderen Elementen und in bestimmten Verh�ltnissen verbinden. Der Gedanke der Wertigkeit kam auf, da jedes Atom eine gewissen Anzahl von �Haken� zu haben schien, an denen sich andere Atome anh�ngen konnten. So verbindet sich ein Sauerstoffatom mit zwei Wasserstoffatomen zu Wasser. Kohlenstoffatome sind dabei besonders reaktionsfreudig. Daneben hatten Chemiker die Vorstellung von Radikalen, stabilen Atomgruppen von hoher Reaktionsf�higkeit, entwickelt. Beeintr�chtigt wurden diese �berzeugenden und richtigen Vorstellungen allerdings durch die �Typen�-Theorie, die die Zahl der m�glichen chemischen Kombinationen beschr�nkte und somit einem detaillierten Verst�ndnis ihrer Struktur entgegenstand. Kekules unvermittelte Einsicht in die zentrale Bedeutung des Kohlenstoffatoms kam an einem Sommerabend 1855, als er, wie er sp�ter sagte, auf dem obersten Deck eines Londoner Omnibusses �durch die verlassenen Stra�en der Metropole� fuhr. Er schlummerte vor sich hin und sah vor seinem geistigen Auge Kohlenstoffatome herumwirbeln -�Luftspr�nge� vollf�hren - und sich dann zu Ketten verbinden, bevor ihn der Ruf des Schaffners weckte und er seine Haltestelle erreichte. Von nun an war ihm klar, da� sich Kohlenstoffatome mit sich selbst und mit anderen Atomen zu langen und komplexen Ketten verbinden konnten. Nicht das Verh�ltnis, sondern die Struktur, der Aufbau der Elementkombinationen war f�r deren Eigenschaften verantwortlich. Diese Erkenntnis wurde zum Ausgangspunkt f�r die organische Chemie. Obwohl die Chemiker das von Archibald Scott Couper zur gleichen Zeit entwickelte Notationssystem dem von Kekule vorzogen, begann er nun, aufbauend auf seiner Vision, sich eingehend mit den Eigenschaften der Kohlenstoffverbindungen zu befassen und postulierte die Vierwertigkeit des Kohlenstoff - d. h ein Kohlenstoffatom kann sich mit vier anderen Elementen verbinden. Auch wenn er zun�chst vermied, eine allgemeine Theorie zu formulieren, hatte er damit eine Strukturtheorie f�r den Aufbau chemischer Verbindungen geschaffen. Damit lie�en sich nun au�ergew�hnlich gut Kohlenstoffverbindungen beschreiben, mit Ausnahme allerdings der aromatischen Verbindungen. Grundk�rper der aromatischen Gruppe ist das aus Wasserstoff und Kohlenstoff bestehende Benzol, das man damals im Steinkohleteer fand. Allerdings stimmte es nicht mit Kekules Kettentheorie �berein, ohne die Gesetze der Wertigkeit zu verletzen. Laut Kekule war es erneut ein Traum, durch den er dessen Struktur entdeckte. 1865, w�hrend er an diesem Problem arbeitete, fiel er am Feuer in eine Art Halbschlaf. Wieder tanzten vor seinen Augen die Atome. �Kleinere Gruppen hielten sich bescheiden im Hintergrund ... Lange, dichtere Reihen traten hinzu, alles war in Bewegung, drehte und wand sich, wie es Schlangen tun. Halt, was war das? Eine Schlange fa�te sich selbst am Schwanz, und sp�ttisch wirbelte diese Gestalt vor meinem Auge herum.� Kekule hatte die Ringstruktur des Benzols entdeckt - ein Hexagon aus sechs Kohlenstoffatomen, die untereinander abwechselnd durch Einfach- und Doppelbindungen verkn�pft sind und an denen insgesamt sechs Wasserstoffatome sitzen. Die Struktur sowie die Eigenschaften, die sich davon ableiten lassen, wurden kurz danach best�tigt. Ob die Geschichte von den ringf�rmigen Schlangen stimmt - ein Ouroboros genanntes Symbol gibt es auch in der Alchimie - oder nur eine Erfindung Kekules war, wird seit neuestem wieder diskutiert. Nicht in Zweifel zu stellen ist Benzol, eine farblose Fl�ssigkeit mit niedrigem Siedepunkt, die mit gelblicher stark ru�ender Flamme verbrennt, ist ein ausgezeichnetes L�sungsmittel. Es war, 1825 von Michael Faraday entdeckt. Als sich Kekule mit ihm besch�ftigte, wach: seine industrielle Bedeutung enorm an. Es wird in der Farben-(Anilin-)Industrie verwendet, dient als Kraftstoffzusatz und L�sungsmittel und findet sich in Reinigungsmitteln, Insektiziden und vielen anderen Produkten, die Bedeutung der Benzolstruktur f�r die nachfolgende Entwicklung in der Chemie. Chemiker konnten sich von den Verbindungen nun ein anschauliches Bild machen und die Eigenschaften und Variationen der Molek�le vorhersagen. �So wie Picasso sp�ter die Kunst ver�nderte, indem er dem Betrachter erlaubte, in und hinter die Dinge zu blicken�, schreibt H. Brock, �so hatte auch Kekule die Chemie ver�ndert... Die Zukunft der Chemie und der Industrie sollte nach 1865 in der strukturalen Chemie liegen, wof�r das Zeichen des Hexagon stand.� Anzuf�gen bleibt, da� im 20. Jahrhundert LINUS PAULING mit Hilfe der Quantenmechanik Kekules Einsichten vertiefte. Zur bildlichen Anschauung der chemischen Verbindungen ersann Kekule dreidimensionale Atommodelle aus verschiedenfarbigen Holzkugeln, die er mit Metallstangen verband - ein wunderbares heuristisches Werkzeug, auf das im 20. Jahrhundert Linus Pauling und auch JAMES WATSON und FRANCIS CRICK zur�ckgriffen, um den Aufbau der DNS darzustellen. Kekules Einflu� verbreitete sich in hohem Ma�e durch sein Lehrbuch zur organischen Chemie, dessen erster Band 1859 erschien und von dem schlie�lich, obwohl es unvollst�ndig blieb, drei B�nde mit �ber zweitausend Seiten ver�ffentlicht wurden. Er setzte sich f�r eine rationale und systematische Nomenklatur ein und war einer der Hauptorganisatoren des ersten internationalen Chemikerkongresses in Karlsruhe 1860 - auf dem Stanislao Cannizzaro �berzeugend die Bedeutung der Atommasse darlegen konnte (was die Molekulartheorie wiederbelebte und einen weiteren Schritt hin zum Periodensystem der Elemente darstellte, das einige Jahre sp�ter von DMITRI MENDELEJEW entwickelt wurde). Ab 1865 lehrte Kekule an der Universit�t Bonn, seine sp�teren Jahren allerdings gestalteten sich schwierig. Nachdem seine erste Frau im Kindbett starb, ging er eine zweite ungl�ckliche Ehe mit seiner jungen Haush�lterin ein. 1876 erkrankte er an Masern (die von seinem Sohn auf ihn �bertragen wurden), wovon er sich nie mehr richtig erholen sollte. Sein Ansehen jedoch war gro�. 1890, zum f�nfundzwanzigj�hrigdn Jahrestag der Entdeckung der Benzolstruktur erz�hlte er die Geschichte von seinem Traum, der ihn zur Entdeckung inspiriert hatte. Und als er 1895 in den Adelsstand erhoben wurde, lie� er das napoleonische e in seinem Namen weg, so da� die Adelsform seines Namens - akzentlos - Kekule von Stradonitz lautet. Er starb am 13. Juli 1896 |
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