Die moderne Theorie der Materie stammt aus der Arbeit von John Dalton zu Beginn des 19. Das Atom gilt als Grundeinheit eines Elements, und Atome können sich chemisch zu Molekülen verbinden, wobei das Molekül die kleinste Einheit einer Substanz ist, die die Eigenschaften dieser Substanz besitzt. Ein Element in der modernen Theorie ist jede Substanz, deren Atome alle gleich sind (dh die gleiche Ordnungszahl haben), während eine Verbindung aus verschiedenen Arten von Atomen zusammen in Molekülen besteht.

Der Unterschied zwischen einer Mischung und einer Verbindung hilft, den Unterschied zwischen einer physikalischen und einer chemischen Veränderung zu veranschaulichen. Verschiedene Atome können auch zusammen in einer Mischung vorhanden sein, aber in einer Mischung sind sie nicht chemisch miteinander verbunden, wie sie in einer Verbindung sind. Bei einer physikalischen Veränderung, wie einer Zustandsänderung (z. B. von fest zu flüssig), ändert sich die Substanz als Ganzes, aber ihre zugrunde liegende Struktur bleibt gleich; Wasser besteht immer noch aus Molekülen, die zwei Wasserstoffatome und ein Sauerstoffatom enthalten, sei es in Form von Eis, flüssigem Wasser oder Dampf. Bei einer chemischen Veränderung nimmt die Substanz jedoch an einer chemischen Reaktion teil, wodurch ihre Atome neu angeordnet werden. Infolgedessen wird es zu einer anderen Substanz mit anderen Eigenschaften.

Viele der physikalischen Eigenschaften und ein Großteil des Verhaltens von Materie können ohne detaillierte Annahmen über die Struktur von Atomen und Molekülen verstanden werden. Zum Beispiel liefert die kinetisch-molekulare Theorie von Gasen eine gute Erklärung der Natur der Temperatur und der Grundlage der verschiedenen Gasgesetze und gibt auch Einblick in die verschiedenen Zustände der Materie. Substanzen in verschiedenen Zuständen variieren in der Stärke der Kräfte zwischen ihren Molekülen, wobei die intermolekularen Kräfte in Feststoffen am stärksten und in Gasen am schwächsten sind. Die Kraft, die ähnliche Moleküle zusammenhält, wird Kohäsion genannt, während die Kraft zwischen verschiedenen Molekülen Adhäsion genannt wird (siehe Adhäsion und Kohäsion). Zu den Phänomenen, die sich aus intermolekularen Kräften ergeben, gehören Oberflächenspannung und Kapillarität. Eine noch größere Anzahl von Aspekten der Materie kann verstanden werden, wenn die Natur und Struktur des Atoms berücksichtigt werden. Die Quantentheorie hat den Schlüssel zum Verständnis des Atoms geliefert, und die meisten grundlegenden Probleme im Zusammenhang mit dem Atom wurden gelöst.

Die Atomtheorie der Materie beantwortet nicht die Frage nach der Grundnatur der Materie. Es ist jetzt bekannt, dass Materie und Energie eng miteinander verbunden sind. Nach dem von Albert Einstein im Rahmen seiner Relativitätstheorie entwickelten Gesetz der Masse-Energie-Äquivalenz besitzt eine Stoffmenge der Masse m eine intrinsische Ruhemassenenergie E gegeben durch E = mc2, wobei c die Lichtgeschwindigkeit ist. Diese Äquivalenz zeigt sich dramatisch in den Phänomenen der Kernspaltung und -fusion (siehe Kernenergie; Kern), bei denen eine kleine Menge Materie in eine ziemlich große Menge Energie umgewandelt wird. Die umgekehrte Reaktion, die Umwandlung von Energie in Materie, wurde häufig bei der Erzeugung vieler neuer Elementarteilchen beobachtet. Das Studium der Elementarteilchen hat die Frage nach der Natur der Materie nicht gelöst, sondern nur auf einen kleineren Maßstab verlagert.

• Einführung
• Die Eigenschaften der Materie
• Die Zustände der Materie
• Frühe Theorien der Materie
• Moderne Theorie der Materie
• Bibliographie