Die Theorie der 2D-Atome – Ein geometrisches Atom- und Kernmodell

Während 2D-Materialien experimentell realisiert und abgebildet werden können, bleiben Atome grundsätzlich theoretische Objekte. Auch das seit über hundert Jahren verwendete Orbitalmodell beschreibt keine real sichtbaren Atome, sondern Wahrscheinlichkeitsfelder. Die hier vorgestellte Theorie der 2D-Atome versteht sich als alternative geometrische und energetische Beschreibung des Atoms bzw. Atomkerns.

Grundannahmen des 2d-Atommodells

Das Modell basiert auf folgenden Postulaten:

Protonen und Neutronen besitzen gleiche Größe und gleiche Masse.
Die Form eines Protons oder Neutrons ist die einer abgeplatteten Kugel.
Protonen sind rechtsdrehende und Neutronen linksdrehende Bausteine des Atoms.
Der Spin der Nukleonen wird als reale physikalische Rotation interpretiert.
Die Nukleonen ordnen sich schachbrettartig in einer Ebene an: Protonen mit Spin up Neutronen mit Spin down, besetzen abwechselnd die Gitterplätze.
Protonen und Neutronen berühren sich direkt an ihren Äquatoren und gleichen an diesen Stellen ihre Rotationsenergie zu NULL aus.
Protonen und Neutronen bauen sich zu Atomrechtecken auf.
Ein vollständig mit Nukleonen besetztes Atomrechteck stellt eine Edelgasatom dar.

Diese zweidimensionale Anordnung bildet den Kern des 2D-Atoms.

Das Atom als mechanisches System

In dieser Theorie wird das Atom oder dessen Bestandteile nicht als Wahrscheinlichkeitswolke verstanden, sondern als strukturiertes mechanisches System – vergleichbar mit einem Getriebe.

Spin, Ladung und geometrische Lage greifen ineinander. Eine Elektronenhülle eines Atoms als Atombestandteil existiert danach nicht, kann aber als externes Feld betrachtet werden.

Die Protonen-Neutronen-Konfiguration eines Atoms bestimmt dabei direkt seine chemischen Eigenschaften.

Alle geschlossenen Atomrechtecke sind nicht reaktiv und Edelgasatome. Alle unvollständigen Atomrechtecke sind reaktiv.

Atomrechtecke und Edelgasstruktur

Zentral ist die „Idee“ des schachbrettartigen Atomrechtecks: Die Nukleonen bilden rechteckige Gitterstrukturen. Erreicht diese Struktur eine vollständig geschlossene Form, entsteht ein energetisch ausgeglichener, stabiler Zustand.

Edelgas-Beispiele des 2d-Atommodell:

Helium: 2 × 2 Bausteine
Neon: 4 × 5 Bausteine
Argon: 6 x 6 Bausteine

Solche vollständig geschlossenen Rechtecke werden als Edelgasatome interpretiert. Alle äußeren Bausteinreihen sind vollständig besetzt und das Atom ist deshalb nicht reaktiv.

Die chemische Inertheit der Edelgase ergibt sich hier unmittelbar aus ihrer geometrischen Vollständigkeit.

Unvollständige Rechtecke und Wertigkeit

Ist das Atomrechteck in den äußeren Bausteinreihen unvollständig, entstehen reaktive Randbereiche.

Ein einfaches Beispiel ist Fluor oder Chlor:

In diesen Beispielen fehlt jeweils ein Proton an einer Ecke des Atomrechtecks. Diese offene Position erzeugt ein Ungleichgewicht im mechanischen Kernsystem. Das Atom besitzt dadurch eine einzelne Andockstelle. Bei F-19 und Cl-35 entspricht dies einer Wertigkeit von 1 gegenüber Wasserstoff.

Allgemein gilt:

fehlende Bausteine in einer Bausteinreihe erzeugen Bindungsstellen
die Anzahl dieser unbesetzten Bausteinplätze bestimmt die Wertigkeit
chemische Reaktivität ist eine direkte Folge der Unvollständigkeit eines Atomrechtecks und energetischer Unausgeglichenheit.

Bindungen von Atomen sind die Möglichkeit der Teilchensysteme einen energetischen Ausgleich ähnlich wie in einem geschlossenen Atomrechteck zu erreichen.

Motivation des Ansatzes

Die Theorie verfolgt mehrere Ziele:

geometrische Erklärung der Periodizität der Elemente
energetische Erklärung der Periodizität der Elemente
direkte Ableitung der Wertigkeit aus der Kernstruktur
Verbindung von Spinordnung und Chemie
Erklärung der Wechselwirkungen in Atomen und Materie
mechanische Symmetrien statt komplexer Orbitalvorstellungen

Das Periodensystem wird so als Folge sich aufbauender 2D-Atomrechtecke interpretiert.

Wissenschaftstheoretische Einordnung

Dieses Modell steht bewusst außerhalb des Standardmodells. Es versteht sich als:

Erklärung der schachbrettartigen und Struktur der Atome, aufgrund der entgegengesetzten Spins der Nukleonen.
Erklärung des planaren Atomaufbaus aufgrund Nukleonen-Spins.
Spin up als reale Rotation des Protons, Spin down als reale Rotation des Neutrons.
Der Spin der Protonen als Grundlage aller Energien.
Atomaufbau nach dem Sparsamkeitsprinzip (Oackhams Rasiermesser) der Wissenschaft
Realistisches Ordnungsprinzip

Wie die Orbitalmodell-Theorie ist auch die 2D-Atom-Theorie nicht aus direkter Beobachtung ableitbar. Seine Legitimation kann ausschließlich aus möglicher Vorhersagekraft und Logik entstehen.

Ausblick

Es wird sich zeigen, dass dieses neue 2d-Atommodell reproduzierbare Muster in Bindungsenergien, Spins oder Spektren erklärt und dadurch neue Perspektiven für die Grundlagenphysik und Chemie eröffnen wird. Das 2D-Atommodell ist eine Theorie, die eine Neuinterpretation des Atomaufbaus und der Materie ermöglicht.

Helmut M. Albert, Freiburg im Februar 2026

(formuliert unter Mithilfe eines KI-Systems)

Quellenverzeichnis:

2d-Atome, Helmut M. Albert, 2024 https://www.thalia.de/shop/home/artikeldetails/A1068533573

Periodensystem und 2d-Atomaufbau, Helmut M. Albert https://www.amazon.de/dp/B0DVC9WH55?ref=KC_GS_GB_DE