Fascynująca chemia (EPUB) Nysa

Fascynująca chemia to wędrówka po różnych obszarach chemii porusza tematy ciekawe i zaskakujące, zawiera pouczające informacje. Autorzy zastosowali dość szeroką definicję pojęcia chemii, włączając w nią również wycieczki do nauk pokrewnych, takich jak fizyka, biologia czy geologia. Zapraszamy na pełną odkryć podróż, która rozpoczyna się od podstaw chemii. Zaczynamy od samego początku i odpowiadamy na takie pytania jak: Co to jest atom? Jak chemicy zapisują struktury chemiczne? Dlaczego korzystają z różnych modeli, aby coś wyjaśnić? Jaką rolę odgrywa symetria cząsteczek? Jakie istnieją rodzaje oddziaływania? Co wymieniają ze sobą substraty podczas reakcji: jony czy elektrony? Następnie przyjrzymy się powstawaniu pierwiastków zarówno bezpośrednio po Wielkim Wybuchu, jak i w ramach procesów fuzji w rdzeniach gwiazd. Powiemy również o tym, w jaki sposób życie zmieniło i wciąż zmienia powierzchnię planety Ziemi, począwszy od mikroorganizmów, które wzbogacały atmosferę w tlen, aż po powstanie ropy z materiału biologicznego. W kolejnej części pochylamy się nad chemią, która funkcjonowała już od wczesnej historii ludzkości, czyli od czasów, w których poprzez obserwację i eksperymenty wykrystalizowały się pierwsze procesy chemiczne. W tym czasie chemia była przez długi okres składową takich nauk jak medycyna czy filozofia. Z pojawieniem się chemii jako nauki przyrodniczej na uniwersytetach w XIX wieku są związane ważne odkrycia. Kolejny rozdział skupia się na ważnych zastosowaniach chemii we współczesnych czasach. Przemierzamy tutaj obszary chemii stosowanej i przedstawiamy tajniki najważniejszych surowców i materiałów budowlanych, takich jak metale, tworzywa sztuczne, beton czy ceramika. Na koniec przyglądamy się aktualnym badaniom. Spektrum tematyczne jest tutaj szeroko zakrojone: począwszy od nowych substancji roboczych takich jak nanorurki węglowe, grafen czy ostra jak nóż ceramika po współczesne narzędzia takie jak obrazowanie mikroskopowe o wysokiej rozdzielczości i manipulacje genowe. Mamy nadzieję, że czytelnikom udzieli się fascynacja pięknymi zdjęciami i grafikami przedstawiającymi znane i zaskakujące zjawiska, a także fascynacja logicznymi i różnorodnymi strukturami stanowiącymi nieodłączną część chemii. Spis treści: Okładka Strona tytułowa Strona redakcyjna Wstęp Spis treści 1. Podstawy chemii Droga do atomu - Dlaczego materia nie jest kontinuum Podstruktura atomów - Podmuch niczego Funkcja falowa w atomie wodoru - Elektrony nie krążą, tylko drgają Model powłok elektronowych - Od reguły Pauliego do orbitali Układ okresowy - Porządek w zoo pierwiastków Stabilność jąder atomowych - Balansując na krawędzi Rozpady promieniotwórcze - Jądra atomowe szukają równowagi Równania reakcji chemicznych - Język chemii Wiązania chemiczne - Siła tkwi w elektronach Cząsteczka wodoru - Fale elektronowe wiążą atomy Czym jest entropia? - Pomost między mikro- a makroświatem Entropia i energia Gibbsa - Siła napędowa reakcji chemicznych Katalizatory - Czyli jak rozkręcić reakcję Kwasy i zasady - Wędrówka protonów pH i mol - Woda to nie tylko H2O Wzory strukturalne - Sposoby przedstawiania budowy cząsteczek Reguła oktetu - Przydatna, lecz nie żelazna Benzen - Pierścień łączący Szereg napięciowy metali - Metale szlachetne i nieszlachetne 2. Od Wielkiego Wybuchu do pierwiastków Wielki Wybuch - Początek Wszechświata Materia w rozszerzającym się Wszechświecie - Atomy, ciemna materia i ciemna energia Synteza jądrowa helu - Wczesny Wszechświat jako reaktor fuzyjny Pierwsze atomy i najstarsze światło świata Powstanie pierwszych gwiazd i galaktyk - Początek pierwiastków ciężkich W reaktorze fuzyjnym gwiazd - Jak powstają pierwiastki ciężkie Supernowe - Czyli pierwiastki powstają przez eksplozję Łączenie się gwiazd neutronowych - Kuźnia pierwiastków podczas kosmicznej kolizji Częstość występowania pierwiastków chemicznych i z czego ona wynika Linie widmowe - Optyczny ślad pierwiastków Ośrodek międzygwiazdowy - Gaz i pył w kosmosie Obłoki molekularne - Pyłki kurzu jako kosmiczne minilaboratoria Biomolekuły - Śladami początków życia Woda w Układzie Słonecznym - Od lodu w kraterach Merkurego po lodowe księżyce Meteoryty - Niebiańskie żelazo i figury Widmanstättena 3. Chemia Ziemi i innych planet Z czego składają się planety? - W drodze do minimum energetycznego Wnętrze Ziemi - Podróż do środka Pochodzenie minerałów - Krótka historia powstania Oliwin - Zielony minerał z głębi Ziemi Cyrkon - Kapsuły czasu z wczesnych lat Ziemi Kwarc i piaskowy krwiobieg Skaleń - Budulec powłoki ziemskiej Piroksen, amfibol i łyszczyki - Minerały między oliwinem a kwarcem Skały magmowe - Bazalt, granit i inne skały Skały metamorficzne - Kratony i najstarsze skały Ziemi Wietrzenie i minerały ilaste - Czego nie naruszy ząb czasu Siarczek żelaza - Od Morza Wattowego po złoto głupców Woda morska i ewaporyty - Kiedy wysychają morza i oceany Wapień i dolomit - Gdy rafy stają się górami Cykl węglanowo-krzemianowy - Gdzie znajduje się ditlenek węgla na Ziemi? Gazy cieplarniane - Ciepły koc Ziemi Zmienny węgiel - Grafit i diament niepodobne do siebie bliźnięta Hydrat metanu - Płonący lód Ropa naftowa - Czarne złoto z głębin Węgiel - Dziedzictwo prehistorycznych lasów Lodowe królestwo Tytana - Tholiny i morza z metanu Siarkowy świat wulkaniczny księżyca Io - Kaldery, lawa i morza siarkowe Materia pod ciśnieniem - Procesy chemiczne w ograniczonych warunkach Uderzenia meteorytów - Poszukiwanie śladów w skale Masowe wymieranie na skalę globalną - Kiedy Ziemia stała się strefą śmierci Z izotopami na poszukiwanie pierwiastków - Co zdradzają nam 12C, 14C oraz 18O 4. Powstanie życia Woda - Substancja wyjątkowa Powstanie życia - Od cząsteczek po organizmy Membrany - Jak powstaje zamknięty układ reakcji Czarne kominy - Źródła życia od praczasów do dzisiaj Wczesna Ziemia - Pierwsze ślady życia Świat RNA - Od makrocząsteczki do replikacji Chiralność - Kiedy cząsteczki skręcają płaszczyznę polaryzacji światła Entropia a życie - Jak powstaje porządek w chaosie 5. Biochemia Nanoświat komórek - W królestwie makrocząsteczek Syntaza ATP - Rotujący nośnik energii Glikoliza - Czyli jak powstaje energia z cukru Reakcja pomostowa - i gigantyczny kompleks enzymowy Cykl kwasu cytrynowego - Centrum przemiany materii Łańcuch oddechowy - Reakcja piorunująca w małych kroczkach Fermentacja i oddychanie beztlenowe - Życie bez tlenu Fotosynteza - Czyli wykorzystać światło słoneczne Cykl Calvina - Akt drugi fotosyntezy Symulacja komórek - Organizmy jako modele komputerowe Rybosomy - Maszyny cząsteczkowe do produkcji białek Wici i rzęski - i drzewo genealogiczne życia Białka motoryczne i szkielet komórkowy - Życie potrzebuje ruchu Cukier - Węglowodany są nie tylko słodkie Tłuszcze - Magazyny energii i budulce błon Potas - Jeden banan za dużo? Białka - Wszechstronne cząsteczki Trawienie - Od kwasu solnego przez enzymy po mikrobiom Alkaloidy - Trujący mechanizm obronny roślin Terpeny - Od rozpuszczalników do witaminy A Celuloza - Węglowodany jako budulec i surowiec odnawialny Żelazo w organizmie - Hemoglobina a transport tlenowy Przekaźniki w układzie nerwowym - Chemiczny przekaz sygnałów Narkotyki w układzie nerwowym - Walka o receptory Wzrok - Włączanie cząsteczek za pomocą światła Trucizny w pożywieniu - Czyli co kiedyś (niechcący) zabijało ludzi Zielone substancje zapachowe - Komunikacja chemiczna wisi w powietrzu Bioluminescencja - Czyli co sprawia, że meduzy i robaczki świętojańskie się świecą Zegar biologiczny - Czyli jak cząsteczki nami sterują 6. Chemia w historii ludzkości Ogień - Czyli karczowanie, ogrzewanie, suszenie, oświetlanie i gotowanie Proch czarny - I jego zastosowania pirotechniczne Porcelana - Białe złoto z Chin Cement - Od piasku i zaprawy po materiał budowlany Rzymian Beton - Nowoczesny materiał budowlany Metale naszych przodków - Jak człowiek lodu stworzył swój miedziany topór Fermentacja alkoholowa - Drożdże w warunkach beztlenowych Od alkoholu po ocet - Kiedy wino staje się kwaśne Trucizny łowieckie - Żaby i rośliny jako dostawcy trucizn Garbowanie - Jak ze skóry zwierzęcej powstaje materiał skórzany Mydła - Czyli w czym Germanie przewyższali Rzymian Medycyna naturalna - Leki z lasów i dzikich zwierząt Naturalne farby i lakiery - Śródki ekspresji i rzemiosło Kolory kryształów - Minerały jako surowiec do pigmentów Kamień filozoficzny - Tajemnice alchemii 7. Współczesna chemia Azot - Schwytany z powietrza, czyli metoda Habera i Boscha Nawóz - W walce z głodem milionów Bojowe środki chemiczne - Trujący gaz i neurotoksyny Kwasy - Spacer po kwaśnym świecie Materiały wybuchowe - Dynamit, trotyl, heksogen Rtęć, kadm i ołów - O korzyściach i szkodach związanych z metalami ciężkimi Metalurgia - Od górnictwa po właściwości na życzenie Ziemie rzadkie - to też metale, tylko że cenne! Glin - Trudno dostępna waga lekka Metale z morza - Konkrecje manganowe i frezarki w głębiach oceanicznych Korozja - Kiedy tlen postarza Miedź i złoto - Wydobycie i pozyskiwanie Krzem i jego tlenki - Różne oblicza uniwersalnego materiału Metan i eten - Alkany kopalne, alkeny i petrochemia Zeolity - Substancje katalizujące i zmiękczające wodę Metanol i etanol - Alkohole do paliw Barwniki - Wszystko tu tak pięknie mieni się kolorami Ozon - Na Ziemi niebezpieczny, ponad nią niezbędny Samooczyszczające się powierzchnie - Jak łatwo pozbyć się wody i brudu Ciecze jonowe - Płynne sole Tworzywa sztuczne - Przez ciekawość i odrobinę szczęścia ku nowym materiałom Antybiotyki - Z bronią grzybów na odsiecz bakteriom Glifosat - Kontrowersyjny pestycyd Surfaktanty - Aktywne na powierzchniach Reakcja Maillarda - Chrupkość i aromat podczas smażenia Dodatki spożywcze - Substancje zagęszczające, konserwanty i nie tylko Kawa - Ekstrakt z prażonych ziaren Emulgatory - Żółtko jajka w sosach Fotoluminescencja - Fluorescencja, fosforescencja i chemiluminescencja 8. Przyszłość chemii Fulereny - Nanopiłki nożne z węgla Nanorurki węglowe - Zwinięty węgiel Grafen - Cieniutkie warstwy węgla Kosmiczna winda - Windą do gwiazd Maszyny molekularne - Jak się je projektuje i buduje Narzędzia z ceramiki - Ostre jak nóż i twardsze od stali Mikroskopia fluorescencyjna - Za pomocą barwników świetlnych poza granice rozdzielczości Mikroskopia krioelektronowa - Szczegółowy wgląd w nanoświat organizmów Jedwab pajęczy - Przyroda wzorem dla bioprodukcji Aerożel - Nieorganiczna waga lekka CRISPR narzędzie inżynierii genetycznej - Czy da się wyleczyć choroby poprzez modyfikacje genowe? Układ okresowy Autorzy zdjęć Przypisy