Jöns Jakob Berzelius

Bedeutung für die Chemie

Jöns Jakob Berzelius (20. August 1779–7. August 1848) war ein schwedischer Mediziner und Chemiker und gilt als einer der Väter der modernen Chemie. Besonders wichtig waren seine genaue Bestimmung vieler Atommassen, die heute gebräuchliche Symbolsprache für Elemente sowie seine Untersuchungen zu Elektrolyse und chemischen Stoffumsetzungen.

Er entdeckte Cer, Selen und Thorium. Außerdem stellte er unter anderem Silicium, Zirconium, Titan, Tantal und Vanadium erstmals in elementarer Form dar. Berzelius erkannte auch Isomerie, also dass Stoffe bei gleicher Zusammensetzung unterschiedliche Eigenschaften haben können, und nannte verschiedene Erscheinungsformen eines Elements Allotropie.

Elektrochemische Theorie

1802 untersuchte Berzelius gemeinsam mit Wilhelm Hisinger die Elektrolyse, also die Zerlegung einer Salzlösung durch elektrischen Strom aus einer Volta’schen Säule. Dabei stellte er fest, dass aus einer Alkalisalzlösung eine Säure und eine Base entstehen können.

Seine dualistische Theorie ging davon aus, dass alle Salze aus einem positiven und einem negativen Pol bestehen und wie kleine molekulare Magnete wirken. Teilchen konnten elektropositiv, elektronegativ oder unipolar reagieren. Kaliumsulfat beschrieb er beispielsweise als elektropositive Teilchen KO und elektronegative Teilchen SO₃.

Die Theorie war etwa 20 Jahre lang eine herrschende Lehrmeinung, erwies sich später jedoch als falsch. Michael Faraday und Svante Arrhenius erklärten Salze in wässriger Lösung als Ionen, zum Beispiel K⁺. Erhalten blieben die Begriffe „elektropositiv“ und „elektronegativ“ zur Kennzeichnung polarisierter Bindungen. Die Idee unterschiedlicher Ladungen wird außerdem bei Oxidationszahlen in Redoxgleichungen genutzt.

Atommassen und Elemente

Berzelius setzte Sauerstoff zunächst willkürlich auf die Atommasse 100 und bezog die Massen anderer Elemente darauf; später verwendete er auch Wasserstoff als Bezugspunkt. Sauerstoff galt ihm als besonders elektronegativ. Seine genauen Untersuchungen stützten sich auf Fällungsreaktionen und anschließende Massenbestimmungen.

Zwischen 1808 und 1818 bestimmte er die Atommassen von 40 Elementen. 1827 veröffentlichte er eine verbesserte Atommassentabelle, die zusätzlich Chlor und Stickstoff enthielt. Seine Ergebnisse waren ein Meilenstein der Chemie. Bei Metalloxiden wie Fe₂O₃ und Fe₃O₄ deutete er nicht ganzzahlige Verhältnisse zum Metallatom noch als Mischungen aus Verbindungen im Verhältnis 1 : 1 und 1 : 2 und berechnete deshalb dort die doppelte Atommasse.

Berzelius entdeckte mit Hisinger das Oxid des Cers, 1817 bei Analysen nahe Gripsholm Selen und in einem norwegischen Mineral Thorium. Durch Einwirkung von Kalium auf Halogenide gewann er elementares Silicium und Zirconium (1823), Tantal (1824), Thorium (1826) sowie Titan und Vanadium.

Chemische Symbolsprache

Berzelius führte eine Symbolsprache ein, die sich in der chemischen Nomenklatur bis heute durchgesetzt hat. Er verwendete den Anfangsbuchstaben oder den ersten und einen weiteren Buchstaben des lateinischen Elementnamens. Die Zahl der Atome kann direkt am Symbol angegeben werden; H₂O beschreibt beispielsweise eine Formel mit zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom.

Typische Beispiele sind H für hydrogenium (Wasserstoff), O für oxygenium (Sauerstoff), Fe für ferrum (Eisen), Pb für plumbum (Blei) und Hg für hydrargyrum (Quecksilber).

Weitere Arbeit und Wirkung

1835 prägte Berzelius die Bezeichnung Katalyse: Eine Stoffumwandlung wird durch einen Hilfsstoff beschleunigt, der dabei selbst unverändert bleibt. Er klassifizierte Mineralien nach ihrer chemischen Zusammensetzung statt nach äußeren Merkmalen und gebrauchte erstmals den Begriff „Organische Chemie“.

Zwischen 1808 und 1830 erschienen sechs Bände seines Lehrbuches Lärbok i kemien, das in viele Sprachen übersetzt wurde und die Chemie des 19. Jahrhunderts stark beeinflusste. Er führte unter anderem Becherglas, Glastrichter, Filterpapier, Kautschukschläuche, Spiritusbrenner, Wasserbad und Exsikkator in das chemische Laboratorium ein. 1838 schlug er Gerardus Johannes Mulder den Begriff Protein vor.

Leben und Anerkennung

Berzelius studierte ab 1797 Medizin an der Universität Uppsala. Seine Dissertation über die Wirkung galvanischer Elektrizität auf Patienten erschien 1802 und kam zu dem Ergebnis, dass der damalige Galvanismus keinen praktischen medizinischen Nutzen zeigte. Seine frühen elektrochemischen Experimente führte er mit einer selbst gebauten Volta’schen Säule durch.

Er arbeitete ab 1802 am chirurgischen Institut in Stockholm, wurde 1807 Professor für Medizin und Pharmazie und legte sein Professorenamt 1832 nieder. Seit 1808 war er Mitglied der Königlich Schwedischen Akademie der Wissenschaften, deren Präsident er 1810 war und deren Sekretär er von 1819 bis zu seinem Tod blieb. Er arbeitete eng mit Friedrich Wöhler zusammen. Zahlreiche wissenschaftliche Akademien ehrten ihn; 1836 erhielt er die Copley-Medaille der Royal Society, 1842 den Orden Pour le Mérite für Wissenschaften und Künste.