Лаборатория химических историй. От электрона до молекулярных машин

М. М. Левицкий, 2020

Что происходит с молекулами в момент химических реакций и почему одни вещества становятся мягкими, а другие твердеют, одни приобретают упругость, а другие – хрупкость? Каким образом вязкая жидкая масса превращается в легкую приятную ткань и почему человек не может жить без полимеров? Какими были люди, совершившие величайшие открытия в химии, и какую роль сыграл элемент случайности в этих открытиях? Как выглядит лаборатория и так ли на самом деле скучна жизнь обычного лаборанта? Отвечая на эти и другие вопросы, Михаил Левицкий показывает, что химия – это весьма увлекательно!

Введение

Эта книга рассказывает в первую очередь о самых выдающихся исследованиях в химии, этапах развития этой науки и главных ее достижениях. Отдельно упомянуты работы, отмеченные Нобелевской премией, — ведь именно эти исследования двигали всю науку вперед, при этом они очень интересны. Конечно, в книге пойдет речь и о самих лауреатах премии, кроме того, представлены интересные и значимые работы, не отмеченные этой премией. И рассказано это отнюдь не сложным научным языком, ведь авторы исследований приложили особые усилия, чтобы сделать полученные результаты понятными широкой аудитории. Кроме того, упомянуты некоторые почти забытые имена ученых, роль которых, с точки зрения автора книги, весьма заметна в развитии химии.

Книга состоит из четырнадцати глав, которые не связаны между собой хронологически, поэтому начинать чтение можно с любой главы. Так как в ряде случаев содержание разделов пересекается, в текст включены пометки, отсылающие к соответствующим другим главам. Некоторые рисунки дополнены ссылками, что позволяет читателю с помощью смартфона увидеть анимацию рисунка.

Первая глава"Империя длинных молекул"знакомит читателя с этапами развития полимерной химии, появившейся в середине ХХ в. и ставшей не просто крупной, а гигантской областью в химической науке. Столетиями полимеры использовались в повседневной жизни, и этот накопленный опыт со временем привел к появлению новой ветви химии.

Вторая глава"Биохимия тоже химия"рассказывает о другой крупной области химии, которая сегодня стала самостоятельной наукой. Достижения в этой сфере за последние годы впечатляют не только ученых-химиков, но и далеких от науки людей: в конечном итоге биохимия — с ее кропотливыми и сложными исследованиями — работает на сохранение здоровья всего человечества.

Одно из самых современных направлений в химии — создание механических устройств, представляющих собой отдельные молекулы. Эти работы приближают эпоху квантовых компьютеров, о чем рассказано в третьей главе"Молекулярные механизмы и машины".

Четвертая глава, которая называется"Самая главная частица и ее жилище", расскажет об электроне — главной элементарной частице в химии, благодаря которой осуществляются все превращения. Каким образом электрон располагается у атомного ядра — не может представить даже самое буйное воображение. Однако об этом смогут рассказать ученые.

О новой науке — квантовой химии, позволяющей вычислить свойства пока не полученного вещества, будет рассказано в пятой главе"От колбы к компьютеру". Современный мир уже немыслим без компьютеров, их успешное объединение с химией произошло при появлении квантовой химии.

Шестая глава — "Ближайшие «родственники» углерода" — познакомит читателя с изящной архитектурой молекул, полученных с участием двух элементов — кремния и германия, которые оказались исключительно значимыми в развитии современной химии.

Седьмая глава — "Тысячелетия спрессованы в минуты" — посвящена процессам, которые в течение тысячелетий происходили в земной коре — но теперь, когда их удалось воспроизвести в лабораторных условиях, все превращения можно наблюдать в течение нескольких минут.

В восьмой главе, которая называется"Новые грани ферроцена", будет рассказано о неизвестных ранее полезных свойствах соединения, полученного в середине ХХ в. Ферроцен обрел громадную популярность и буквально стал эмблемой элементоорганической химии, однако, несмотря на то, что процессы его превращений хорошо изучены, есть нечто, увеличивающее диапазон его использования.

В девятой главе"Озарения, открытия, превратности судьбы"читатель узнает о том, как к исследователю приходит озарение, как совершаются открытия, как они влияют на судьбу самих первооткрывателей и к каким драматическим поворотам могут привести.

Простые расчеты, описанные в десятой главе"Всему своя цена", могут помочь принять правильное решение, найти компромисс между желаемым и достижимым: ведь как в науке, так и в жизни перед человеком постоянно встают сложные задачи, требующие разумных действий.

Химия — наука чистых экспериментов и точных результатов, но жизнь порой любит иронизировать. Иногда важные открытия совершались благодаря присутствию случайных примесей. Примеры приведены в одиннадцатой главе"Всегда ли надо мыть посуду?".

В двенадцатой главе под названием"Лабораторные будни"описаны весьма забавные и необычные ситуации. Это опровергнет ваши представления о том, что рядовые дни химика и окружающая рабочая обстановка внешне малопривлекательны.

Тринадцатая глава"Образный язык химиков"расскажет о том, как ученые демонстрируют свою увлеченность химией, часто создавая образные названия веществ и дополняя их изображением различных бытовых предметов.

А четырнадцатая глава"Вернемся к прочитанному"поможет освежить полученные в процессе прочтения книги знания.

Добро пожаловать в увлекательный мир химии!