1. Einige Worte zur Chemie

Wenn irgendeine Wissenschaft uns zu souveränen Herren der Natur gemacht und uns aus Naturbeherrschten in Beherrscher der Natur umgewandelt hat, so ist dies das spätgeborene Kulturkind der Menschheit, die Wissenschaft der CHEMIE. Sie gleicht einem Kinde, das Jahrtausende dazu gebraucht hat, das Sprechen zu erlernen, aber dann mit einemmal imstande war, die während der Jahrtausende angehäuften Eindrücke, die es von der Welt empfangen, in prachtvoller, sinnreicher, künstlerischer Sprache wiederzugeben.

Wie geheimnisvoll und märchenhaft klingt schon der Name "CHEMIE".

Und in der Tat, sie ist märchenhaft: ein Dornröschen, durch das reine Streben geistvoller Männer aus dem Schlafe erweckt; ein Midas, der alles was er anfasst, in Gold verwandelt;
ein Heiliger, der Wasser aus dem Felsen schlägt; ein vom edelsten Willen beseelter Erlöser, der alle Hungrigen speisen möchte; ein Herakles, der den Augiasstall reinigt; ein licht- und wärmebringender Prometheus; ein bergezertrümmender Titan; ein heilender Äskulap; eine kunstfertige, schmuckliebende Athene - das alles ist die CHEMIE.

Ein Midas, der was er berührt, in Gold oder Goldeswert verwandelt, der aus schmutzigem Erz und Sand Gold und Eisen herstellt, anspruchslose Erden zu sonnenhaftem Lichte erglühen lässt, durch Zusammenschmelzen weicher Stoffe diamantharte Substanzen darstellt, durch Vermengen schwacher Materien Sprengstoffe von ungeheurer Gewalt erzeugt, der aus traurig-schwarzer Kohle prächtige Farben in heiterer Buntheit erstehen lässt, und so reichlich erschafft, was die Natur kläglich hervorbringt. Midas ist das Sinnbild des nach Besitz gierigen und nach dem Besitz der Besitze, nach Gold, hungrigen Menschen. Solange das Menschengeschlecht lebt, lebt Midas.

Während man also ursprünglich nur das Gold gewann, das man mit seinen eigen Augen sah, und später auch solches, das man mit einer einfachen Schlämmprobe im goldverdächtigen Sande gefunden hatte, tritt mit den Errungenschaften der Chemie die Goldgewinnung in ein neues Stadium. Der Laboratoriumschemiker hat nun seine Hilfsmittel derart verfeinert, dass er das Gold in goldarmen Gestein selbst dann noch ganz genau nachweisen kann, wenn bloss ein Gramm des Edelmetalls in 1000 Kilogram Gestein enthalten sind, also selbst dann, wenn es bloss ein Millionstel des Gesteinsgewichtes ausmacht. Und der technische Chemiker hat nach vielen mühevollen Versuchen gelernt, diese Ergebnisse des Laboratoriums zu benutzen, wenn der Goldgehalt des Gesteins in 1000 Kilogramm 6 Gramm oder mehr beträgt. Die Zeit, wo der Alchemist vergeblich in seiner Kammer brütete, hat einer Zeit genauer, sicherer, erfolgreicher und gewaltiger Arbeit Platz gemacht. Ganze Sandberge werden heute in Afrika, Amerika und Russland mit grossen mechanischen Schaufeln abgetragen, Berge von gemeinen, unscheinbarem Sand, Berge von Sand, die in 1000 Kilogramm 6 Gramm Gold enthalten, aus dem das Edelmetall mit grossem Vorteile gewonnen wird. 

World Gold Council 

Das Verständnis von in der Natur vorkommenden Molekülen - ihrer Entstehung, ihren Eigenschaften und ihrer Verwendung - ist eine der grossen kulturellen Leistungen der Menschheit.

Die Erkenntnisse einer Vielzahl von CH-Wissenschaftlern sind unter anderem durch mehrere Nobelpreise ausgezeichnet worden, was die Bedeutung dieser Forschung für die Schweizer Gesellschaft unterstreicht. Natürliche Verbindungen lassen sich in verschiedene Klassen einteilen und reichen von grossen Proteinen und Nukleinsäuren (DNA und RNA) bis zu kleinen, nicht polymeren Molekülen. Diese sogenannten Naturstoffe haben viel zu unserem heutigen Lebensstandard beigetragen: Vitamine und Spurenelemente fördern die Gesundheit, Medikamente wie Antibiotika oder Zytostatika retten Leben und natürliche Farbstoffe machen das Leben (und unsere Lebensmittel) bunt. Forschung an Naturstoffen führte zum Beispiel auch zur Entwicklung von oralen Kontrazeptiva (Antibabypille), die unsere Gesellschaft fundamental revolutioniert haben und das Problem der Überbevölkerung weiterhin anzugehen vermögen.

In unserer von einer immer höheren Lebenserwartung geprägten Welt nehmen neurodegenerative Krankheiten wie Alzheimer und Parkinson zu. Ihr Krankheitsbild ist durch eine Verkümmerung der neuronalen Netzwerke charakterisiert. Somit bilden Verbindungen, die das Wachstum der Nervenzellfortsätze (Neuriten) wieder anregen können, einen Ansatz zu einer möglichen Therapie.

Die Chemie ist die Wissenschaft von den Verwandlungen der stofflichen Welt. Eines ihrer Ziele liegt darin, neue Moleküle mit ganz bestimmten Eigenschaften zu schaffen. Moleküle können sich im Raum bewegen, schwingen, drehen und im Zug einer chemischen Reaktion ihre Struktur verändern. Sie gehorchen dabei den Regeln der Quantenmechanik. Funktioniert eine bestimmte chemische Umwandlung besser, wenn die Moleküle mehr Energie besitzen, das heisst wenn man sie aufheizt? Welche Form von Energie ist dann für die Reaktion massgeblich? Ist es die kinetische Energie, die sich in der Geschwindigkeit der Moleküle ausdrückt, oder die Energie, die in den Schwingungen oder der Drehbewegung der Moleküle steckt?

Methodisch lassen sich solche Fragen beantworten, wenn es gelingt, die einzelnen Formen der molekularen Bewegung gezielt zu manipulieren, um dann ihren Einfluss auf die chemische Reaktivität zu untersuchen. Die Etablierung einer solchen Kontrolle über Moleküle war über Jahrzente hinweg ein wichtiges Ziel in der Chemie. Im Verlauf der letzten Jahre ist es gelungen, diesem Anspruch einen entscheidenden Schritt näherzurücken. Einen eigentlichen Meilenstein dafür bildet die Entwicklung der Laserkühlung, das heisst das Abbremsen von Atomen durch Absorption von Lichtteilchen. Mit dieser Technik wurde es möglich, einzelne Atome in Bruchteilen einer Sekunde von Raumtemperatur auf wenige Tausendstel Grad über dem absoluten Nullpunkt (-273 °C) abzukühlen. Solche Experimente finden nicht in Glaskolben und Lösungen statt, wie in der Chemie sonst üblich. Man bringt stattdessen die gasförmigen Atome in grosser Verdünnung in Vakuumkammern ein, damit einzelne Teilchen isoliert und durch die Kühlung fast zum Stillstand gebracht werden können. Sind die Atome geladen (sogenannte Ionen), können sie mit elektrischen Feldern im Raum festgehalten, einzelne beobachtet und manipuliert werden. Der Kühlprozess erlaubt dabei eine präzise Kontrolle über Geschwindigkeit der Teilchen, einen der wichtigsten Faktoren, welche die chemische Reaktivität beeinflussen.

2. Einige Worte zur Alchemie (auch Alchimie oder Alchymie)

Die Alchimie, mittelalterlicher Vorläufer der Chemie, verband wissenschaftliche Praktiken mit einer mystischen Naturanschauung. Das Ziel der Alchimisten war es, den Stein der Weisen oder das Elixier des Lebens zu entdecken, das Grundmetalle in Gold umwandeln konnte.

Diese Transmutation konnte aber auch als ein Streben nach spiritueller Vollkommenheit verstanden werden. Eine Möglichkeit, dies zu erreichen, bestand darin, gegensätzliche Elemente wie etwa Wasser und Feuer, Erde und Luft zu verbinden. Das fünfte Element, die "Quintessenz", symbolisiert den Geist.

Aus Angst vor Verfolgung entwickelten die Alchimisten ein differenziertes Symbolvokabular, um ihr Wissen aufzeichnen und weitergeben zu können.

Das Symbol für Wasser fliesst hinab wie Wasser. Das Symbol für Feuer steigt empor wie Flammen. Die Sonne war das Symbol des Goldes+Sulfurs und der Mond das Symbol des Silbers.
In Anspielung auf das göttliche Schöpfungswerk wurde der alchemistische Prozess als
"Grosses Werk" bezeichnet. In ihm sollte eine rätselhafte chaotische Ausgangsmaterie, materia prima genannt, in der sich die Gegensätze noch unvereint in heftigstem Widerstreit befinden, allmählich in einen erlösten Zustand vollkommener Harmonie überführt werden, den heilkräftigen "Stein der Weisen" oder "Lapis philosophorum". Der Alchimist musste sich, um den Lapis zu erlangen, grundsätzlich zwischen zwei Wegen entscheiden: einem kurzen "trockenen", in welchem die Trennung der Materie unter Einwirkung äusserer Hitze und unter Mitwirkung eines geheimen "inneren Feuers" stattfand und einem "nassen" Weg, der ungleich langwieriger war und nur über zahlreiche Destillationen zum Ziel führte. Ein kleiner Ausschnitt des langwierigen alchimistischen Weges wird in meinem Skript illustriert.

Ausschnitt des langwierigen Weges

Die Hauptrolle in der rechten Bildabfolge spielt der philosophische Mercurius, der kein gewöhnliches Quecksilber, sondern eine geheimnisvolle Substanz ist, deren Herkunft völlig im Dunkeln liegt.

10: Durch die Berührung mit Mond und Sonne (hier als Sulfur) gewinnt der philosophische Mercuris die Kraft, die Erde zu befruchten.

11: Sulfur und Mercuris müssen mittels Feuer aus der Materie, in der sie sich befinden, herausgelöst werden.

12: Reinigung des philosophischen Mercuris durch Sublimierung.

13: Der philosophische Mercurius wird erneut mit seinem Sulfur verbunden, damit eine einheitliche Flüssigkeit entsteht.

Bild rechts:
50-53: Je durchsichtiger und transparenter der Lapis ist, desto höher ist seine Wirksamkeit. 
Um diese zu erhöhen, erfolgen nun weitere Solvatationen: Er wird nun solange mit philosophischem Mercurius (Schlange) befruchtet, "bis die Schlange den eigenen Schwanz verschlungen hat"; bis diese im Lapis vollständig aufgelöst ist.

Bild rechts:
Der Alchimist geht so lange in die Irre bis ihm der flüchtige merkuriale Hase die rechte Ausgangsmaterie anzeigt, welche sich hinter einer hohen Fassade nach dem Durchlaufen eines sieben Stufen Prozesses eröffnet. Hier vereinen sich die Prinzipien Sol und Luna zum Lapis, dem "philosophischen Mercurius", der als Vogel Phoenix die Kuppel krönt. Der Zodiak zeigt an, dass das Werk im Mai, im Zeichen des Stiers beginnt. Jedem Tierkreiszeichen ist eine chemische Substanz zugeordnet.