"Fascynująca chemia"

Spis treści

Wstęp 6

Spis treści 10

1. Podstawy chemii 18

Droga do atomu – Dlaczego materia nie jest kontinuum 19

Podstruktura atomów – Podmuch niczego 21

Funkcja falowa w atomie wodoru – Elektrony nie krążą, tylko drgają 23

Model powłok elektronowych – Od reguły Pauliego do orbitali 25

Układ okresowy – Porządek w zoo pierwiastków 27

Stabilność jąder atomowych – Balansując na krawędzi 29

Rozpady promieniotwórcze – Jądra atomowe szukają równowagi 31

Równania reakcji chemicznych – Język chemii 33

Wiązania chemiczne – Siła tkwi w elektronach 35

Cząsteczka wodoru – Fale elektronowe wiążą atomy 37

Czym jest entropia? – Pomost między mikro- a makroświatem 39

Siła napędowa reakcji chemicznych – Entropia i energia Gibbsa 41

Katalizatory – Czyli jak rozkręcić reakcję 43

Kwasy i zasady – Wędrówka protonów 45

pH i mol – Woda to nie tylko H2O 47

Wzory strukturalne – Sposoby przedstawiania budowy cząsteczek 49

Reguła oktetu – Przydatna, lecz nie żelazna 51

Benzen – Pierścień łączący 53

Szereg napięciowy metali – Metale szlachetne i nieszlachetne 55

2. Od Wielkiego Wybuchu do pierwiastków 58

Wielki Wybuch – Początek Wszechświata 59

Materia w rozszerzającym się Wszechświecie – Atomy, ciemna materia i ciemna energia 61

Synteza jądrowa helu – Wczesny Wszechświat jako reaktor fuzyjny 63

Pierwsze atomy – … i najstarsze światło świata 65

Powstanie pierwszych gwiazd i galaktyk – Początek pierwiastków ciężkich 67

W reaktorze fuzyjnym gwiazd – Jak powstają pierwiastki ciężkie 69

Supernowe – Czyli pierwiastki powstają przez eksplozję 71

Łączenie się gwiazd neutronowych – Kuźnia pierwiastków podczas kosmicznej kolizji 73

Częstość występowania pierwiastków chemicznych – …i z czego ona wynika 75

Linie widmowe – Optyczny ślad pierwiastków 77

Ośrodek międzygwiazdowy – Gaz i pył w kosmosie 79

Obłoki molekularne – Pyłki kurzu jako kosmiczne minilaboratoria 81

Biomolekuły – Śladami początków życia 83

Woda w Układzie Słonecznym – Od lodu w kraterach Merkurego po lodowe księżyce 85

Meteoryty – Niebiańskie żelazo i figury Widmanstättena 87

3. Chemia Ziemi i innych planet 90

Z czego składają się planety? – W drodze do minimum energetycznego 91

Wnętrze Ziemi – Podróż do środka 93

Pochodzenie minerałów – Krótka historia powstania 95

Oliwin – Zielony minerał z głębi Ziemi 97

Cyrkon – Kapsuły czasu z wczesnych lat Ziemi 99

Kwarc – … i piaskowy krwiobieg 101

Skaleń – Budulec powłoki ziemskiej 103

Piroksen, amfibol i łyszczyki – Minerały między oliwinem a kwarcem 105

Skały magmowe – Bazalt, granit i inne skały 107

Skały metamorficzne – Kratony i najstarsze skały Ziemi 109

Wietrzenie i minerały ilaste – Czego nie naruszy ząb czasu 111

Siarczek żelaza(II) – Od Morza Wattowego po złoto głupców 113

Woda morska i ewaporyty – Gdy wysychają morza i oceany 115

Wapień i dolomit – Gdy rafy stają się górami 117

Cykl węglanowo-krzemianowy – Gdzie na Ziemi znajduje się ditlenek węgla? 119

Gazy cieplarniane – Ciepły koc Ziemi 121

Zmienny węgiel – Grafit i diament – niepodobne do siebie bliźnięta 123

Hydrat metanu – Płonący lód 125

Ropa naftowa – Czarne złoto z głębin 127

Węgiel – Dziedzictwo prehistorycznych lasów 129

Lodowe królestwo Tytana – Tholiny i morza z metanu 131

Siarkowy świat wulkaniczny księżyca Io – Kaldery, lawa i morza siarkowe 133

Materia pod ciśnieniem – Procesy chemiczne w ograniczonych warunkach 135

Uderzenia meteorytów – Poszukiwanie śladów w skale 137

Masowe wymieranie na skalę globalną – Kiedy Ziemia stała się strefą śmierci 139

Z izotopami na poszukiwanie pierwiastków – Co zdradzają nam 12C, 14C oraz 18O 141

4. Powstanie życia 144

Woda – Substancja wyjątkowa 145

Powstanie życia – Od cząsteczek po organizmy 147

Membrany – Jak powstaje zamknięty układ reakcji 149

Czarne kominy – Źródła życia od praczasów do dzisiaj 151

Wczesna Ziemia – Pierwsze ślady życia 153

Świat RNA – Od makrocząsteczki do replikacji 155

Chiralność – Gdy cząsteczki skręcają płaszczyznę polaryzacji światła 157

Entropia a życie – Jak powstaje porządek w chaosie 159

5. Biochemia 162

Nanoświat komórek – W królestwie makrocząsteczek 163

Syntaza ATP – Rotujący nośnik energii 165

Glikoliza – Czyli jak powstaje energia z cukru 167

Reakcja pomostowa – … i gigantyczny kompleks enzymowy 169

Cykl kwasu cytrynowego – Centrum przemiany materii 171

Łańcuch oddechowy – Reakcja piorunująca w małych kroczkach 173

Fermentacja i oddychanie beztlenowe – Życie bez tlenu 175

Fotosynteza – Czyli wykorzystać światło słoneczne 177

Cykl Calvina – Akt drugi fotosyntezy 179

Symulacja komórek – Organizmy jako modele komputerowe 181

Rybosomy – Maszyny cząsteczkowe do produkcji białek 183

Wici i rzęski – … i drzewo genealogiczne życia 185

Białka motoryczne i szkielet komórkowy – Życie potrzebuje ruchu 187

Cukier – Węglowodany są nie tylko słodkie 189

Tłuszcze – Magazyny energii i budulce błon 191

Potas – Jeden banan za dużo? 193

Białka – Wszechstronne cząsteczki 195

Trawienie – Od kwasu solnego przez enzymy po mikrobiom 197

Alkaloidy – Trujący mechanizm obronny roślin 199

Terpeny – Od rozpuszczalników do witaminy A 201

Celuloza – Węglowodany jako budulec i surowiec odnawialny 203

Żelazo w organizmie – Hemoglobina a transport tlenu 205

Przekaźniki w układzie nerwowym – Chemiczny przekaz sygnałów 207

Narkotyki w układzie nerwowym – Walka o receptory 209

Wzrok – Włączanie cząsteczek za pomocą światła 211

Trucizny w pożywieniu – Czyli co kiedyś (niechcący) zabijało ludzi 213

Zielone substancje zapachowe – Komunikacja chemiczna wisi w powietrzu 215

Bioluminescencja – Czyli co sprawia, że meduzy i robaczki świętojańskie się świecą 217

Zegar biologiczny – Czyli jak cząsteczki nami sterują 219

6. Chemia w historii ludzkości 222

Ogień – Czyli karczowanie, ogrzewanie, suszenie, oświetlanie i gotowanie 223

Proch czarny – I jego zastosowania pirotechniczne 225

Porcelana – Białe złoto z Chin 227

Cement – Od piasku i zaprawy po materiał budowlany Rzymian 229

Beton – Nowoczesny materiał budowlany 231

Metale naszych przodków – Jak człowiek lodu stworzył swój miedziany topór 233

Fermentacja alkoholowa – Drożdże w warunkach beztlenowych 235

Od alkoholu po ocet – Gdy wino staje się kwaśne 237

Trucizny łowieckie – Żaby i rośliny jako dostawcy trucizn 239

Garbowanie – Jak ze skóry zwierzęcej powstaje materiał skórzany 241

Mydła – Czyli w czym Germanie przewyższali Rzymian 243

Medycyna naturalna – Leki z lasów i dzikich zwierząt 245

Naturalne farby i lakiery – Śródki ekspresji i rzemiosło 247

Kolory kryształów – Minerały jako surowiec do pigmentów 249

Kamień filozoficzny – Tajemnice alchemii 251

7. Współczesna chemia 254

Azot – Schwytany z powietrza, czyli metoda Habera i Boscha 255

Nawóz – W walce z głodem milionów 257

Bojowe środki chemiczne – Trujący gaz i neurotoksyny 259

Kwasy – Spacer po kwaśnym świecie 261

Materiały wybuchowe – Dynamit, trotyl, heksogen 263

Rtęć, kadm i ołów – O korzyściach i szkodach związanych z metalami ciężkimi 265

Metalurgia – Od górnictwa po właściwości na życzenie 267

Ziemie rzadkie – …to też metale, tylko że cenne! 269

Glin – Trudno dostępna waga lekka 271

Metale z morza – Konkrecje manganowe i frezarki w głębiach oceanicznych 273

Korozja – Gdy tlen postarza 275

Miedź i złoto – Wydobycie i pozyskiwanie 277

Krzem i jego tlenki – Różne oblicza uniwersalnego materiału 279

Metan i eten – Alkany kopalne, alkeny i petrochemia 281

Zeolity – Substancje katalizujące i zmiękczające wodę 283

Metanol i etanol – Alkohole do paliw 285

Barwniki – Wszystko tu tak pięknie mieni się kolorami 287

Ozon – Na Ziemi niebezpieczny, ponad nią – niezbędny 289

Samooczyszczające się powierzchnie – Jak łatwo pozbyć się wody i brudu 291

Ciecze jonowe – Płynne sole 293

Tworzywa sztuczne – Przez ciekawość i odrobinę szczęścia ku nowym materiałom 295

Antybiotyki – Z bronią grzybów na odsiecz bakteriom 297

Glifosat – Kontrowersyjny pestycyd 299

Surfaktanty – Aktywne na powierzchniach 301

Reakcja Maillarda – Chrupkość i aromat podczas smażenia 303

Dodatki spożywcze – Substancje zagęszczające, konserwanty i nie tylko 305

Kawa – Ekstrakt z prażonych ziaren 307

Emulgatory – Żółtko jajka w sosach 309

Fotoluminescencja – Fluorescencja, fosforescencja i chemiluminescencja 311

8. Przyszłość chemii 314

Fulereny – Nanopiłki nożne z węgla 315

Nanorurki węglowe – Zwinięty węgiel 317

Grafen – Cieniutkie warstwy węgla 319

Kosmiczna winda – Windą do gwiazd 321

Maszyny molekularne – Jak się je projektuje i buduje 323

Narzędzia z ceramiki – Ostre jak nóż i twardsze od stali 325

Mikroskopia fluorescencyjna – Za pomocą barwników świetlnych poza granice rozdzielczości 327

Mikroskopia krioelektronowa – Szczegółowy wgląd w nanoświat organizmów 329

Jedwab pajęczy – Przyroda wzorem dla bioprodukcji 331

Aerożel – Nieorganiczna waga lekka 333

CRISPR – narzędzie inżynierii genetycznej – Czy da się wyleczyć choroby poprzez modyfikacje genowe? 335

Układ okresowy 337

Autorzy zdjęć 338

Indeks 349