Lothar Meyer: Der andere Mann, der das Periodengesetz fand

Im Jahr 1869 veröffentlichte Dmitri Mendelejew sein Periodensystem. Monate später veröffentlichte Lothar Meyer sein eigenes – unabhängig erarbeitet, auf physikalischen Messungen basierend und umfassend zu spät. Meyer erkannte die Priorität des Russen ohne Klage an, und 1882 teilte die Royal Society die Davy-Medaille zwischen ihnen auf. Die Geschichte war weniger unparteiisch als die Royal Society, aber das Periodengesetz hatte zwei Entdecker, und einer von ihnen war ein deutscher Arzt, der über das Blut zur Chemie kam.

Sohn eines Arztes

Meyer wurde am 19. August 1830 in Varel im Herzogtum Oldenburg als Sohn des Arztes Friedrich August Meyer und Anna Biermann geboren. Er wurde am Alten Gymnasium in Oldenburg ausgebildet und ging dann, wie es von einem Arztsohn erwartet wurde, in die Medizin.

Seine Ausbildung liest sich wie eine Tour durch die deutsche Wissenschaft des 19. Jahrhunderts auf ihrem Höhepunkt. An der Universität Zürich studierte er ab 1851 Medizin bei dem großen Physiologen Carl Ludwig. In Würzburg studierte er ab 1853 Pathologie bei Rudolf Virchow, dem Begründer der Zellularpathologie. In Heidelberg arbeitete er bei Robert Bunsen, der den Lehrstuhl für Chemie innehatte – und es war Bunsen, der ihn umorientierte. 1858 promovierte Meyer an der Universität Breslau in Chemie mit einer Arbeit über die Wirkung von Kohlenmonoxid auf das Blut. Nicht zufrieden, ging er dann nach Königsberg, um mathematische Physik bei Franz Ernst Neumann zu studieren, wobei Gustav Kirchhoff zu seinen Einflüssen zählte.

Die Kombination ist der Schlüssel zu allem, was er später tat. Meyer war ein Arzt, der in Physiologie, Pathologie, Chemie und mathematischer Physik ausgebildet worden war, und er näherte sich den Elementen wie ein Physiker: auf der Suche nach Größen, die gemessen und grafisch dargestellt werden konnten.

Sauerstoff und Hämoglobin

Die medizinische Ausbildung zahlte sich sofort aus. Meyer erkannte, dass sich Sauerstoff mit dem Hämoglobin im Blut verbindet – eine Erkenntnis, die die Atmung von einem vagen Lebensprozess in eine spezifische chemische Verbindung zwischen einem Gas und einer Substanz im Blut verwandelte. Es bleibt einer der Grundpfeiler der physiologischen Chemie, und es war die Arbeit eines Mannes, der noch keine dreißig war.

Das Buch von 1864

1859, nach seiner Habilitation, wurde Meyer Privatdozent für Physik und Chemie in Breslau. Fünf Jahre später veröffentlichte er Die modernen Theorien der Chemie, das Buch, das seinen Ruf begründete und eine frühe Version des Periodensystems enthielt: achtundzwanzig Elemente, die nach ihrer Wertigkeit in sechs Familien angeordnet waren.

Die Bedeutung ist aus der Ferne leicht zu übersehen. Die Chemie besaß 1864 eine lange Liste von Elementen und kein akzeptiertes Prinzip, um sie zu organisieren. Meyers Tabelle war ein echter erster Versuch, die Elemente systematisch nach einer wichtigen Eigenschaft zu sortieren und zu argumentieren, dass die Sortierung etwas Reales über die Materie enthüllte.

Atomvolumina

Sein originellster Beitrag war grafischer Natur. Meyer zeichnete ein Liniendiagramm des Atomvolumens als Funktion des Atomgewichts, und die resultierende Kurve stieg und fiel in einer Reihe von Gipfeln und Tälern. Hier, auf einem einzigen Blatt gezeichnet, war die Periodizität der Elemente – nicht behauptet, nicht aus chemischer Analogie abgeleitet, sondern sichtbar. Es verwandelte das Periodengesetz von einem Klassifizierungsschema in eine physikalische Tatsache, die eine Erklärung erforderte, und niemand, der die Kurve sah, konnte das Muster leicht als Zufall abtun.

Meyer überarbeitete weiter. Die Tabelle von 1864 war horizontal angelegt; eine weitere Version im Jahr 1870 war vertikal angeordnet, wobei jede Reihe ordnungsgemäß durch ein Element der Erdalkalimetallgruppe abgeschlossen wurde.

Um Monate geschlagen

Zu der Zeit, als diese vollständigere Version erschien, hatte Mendelejew bereits veröffentlicht. Die beiden Männer hatten völlig unabhängig voneinander gearbeitet und waren im Wesentlichen zum selben Gesetz gelangt, und Meyer sagte dies auch und erkannte Mendelejews Priorität an.

Es gab jedoch einen wirklichen Unterschied zwischen ihnen, und das erklärt die Divergenz in ihrem Ruhm. Mendelejew drängte seine Tabelle in das Geschäft der Prophezeiung, betonte die noch nicht entdeckten Elemente und beschrieb die Eigenschaften, die sie haben würden. Meyer tat dies nicht. Er betonte keine Vorhersagen über unbekannte Elemente und beschrieb nicht deren wahrscheinliche Eigenschaften; er hatte das Muster etabliert und war zufrieden damit, es als Muster stehen zu lassen. Vorhersage ist das, was ein wissenschaftliches Gesetz berühmt macht, und Mendelejews Name steht aus diesem Grund auf dem Gesetz.

Die Royal Society zumindest beurteilte die Arbeit eher als die Effekthascherei. 1882 verlieh sie die Davy-Medaille gemeinsam an Meyer und Mendelejew in Anerkennung ihrer Arbeit am Periodengesetz.

Benzol und die Lehrstühle

Meyers Karriere verlief stetig aufwärts: eine Stelle an der Forstakademie Eberswalde 1866, eine Professur am Polytechnikum Karlsruhe 1868 und 1876 der Lehrstuhl für Chemie an der Universität Tübingen, den er für den Rest seines Lebens innehatte. Er heiratete 1866 Johanna Volkmann.

Er leistete auch einen zweiten strukturellen Beitrag, der oft übersehen wird. 1872 schlug Meyer als Erster vor, dass die sechs Kohlenstoffatome des Benzolrings nur durch Einfachbindungen miteinander verbunden sind, wobei die vierte Valenz jedes Kohlenstoffatoms nach innen, zum Inneren des Rings, gerichtet ist. Es war ein Vorschlag, der die verbleibende Bindungskapazität des Rings von festen Verbindungen zwischen bestimmten Atomen weg und in die Struktur als Ganzes verlagerte – eine Art, über aromatische Moleküle nachzudenken, die das spezifische Modell überlebte.

Tübingen, 1895

Lothar Meyer starb am 11. April 1895 in Tübingen nach einem Schlaganfall im Alter von vierundsechzig Jahren. 1983 wurde ein neu identifiziertes Mineral in Anerkennung seiner Arbeit am Periodengesetz Lotharmeyerit genannt – ein bescheidenes Denkmal für einen Mann, der dasselbe große Muster wie Mendelejew sah, es schöner zeichnete und es ein paar Monate zu spät laut aussprach.