Életrevaló atomok (ATOMFIZIKA BIOLÓGUSOKNAK)

A hópelyhektől a virágszirmokig árad a természetben az alakok és színek gazdagsága. A természetet azért látja szépnek az emberi szem, azért ítéli megragadónak az emberi értelem, mert arányok és szimmetriák harmóniája szövi át. Kell léteznie egy alapvető törvénynek, amely szerint önként megszületnek, újra meg újra kibontakoznak ezek a minták. A klasszikus fizika nem tudott semmit mondani arról, hogyan születik a vízgőz molekuláris káoszából a hókristály hatszögű szimmetriája, a szürke petéből miként bontakozik ki a pillangó színpompája. Ötven esztendeje született a kvantummechanika, amely nem csupán az atom szerkezetét tárta fel, de azt is megmutatta, hogy ezek az atomok önként rendeződnek szabályos molekulákká. A molekulák nem csupán építkezésre, de energia és információ tárolására is alkalmasak. Molekulák esnek szét, új molekulák születnek a tűzben és az életfolyamatokban. Molekuláris szerkezetekben van rögzítve a növény és az állat tervrajza. Így értettük meg, hogy az atomok szerkezete magában hordja a kémiai és biológiai evolúció lehetőségét. A kvantummechanikai szemlélet ma már nem csupán az atomfizikust segíti a világ megismerésében, hanem a csillagásznak, mérnöknek, kémikusnak és biológusnak is ezt kell elsajátítania, ha alapjaiban kívánja megérteni az élettelen és élő anyag mozgását és szerkezetét. Nem mindenki rendelkezik a kvantummechanikai számítások elvégzéséhez szükséges matematikai tudással. Hogy ők is átélhessék a minták kibontakozásának, az anyag önszerveződésének és megelevenedésének szép élményét, ezért íródott a könyv. TARTALOM: Részecskék A természet mintázata 9 Interferáló fénysugarak 11 Polarizált fény 17 Oszthatatlan fénykvantumok 20 Az elemi töltés 25 Hullámtalálkozás 26 A kvantumosság elve 29 Határozatlansági összefüggés 31 Komplementaritás 37 Atomok Az atomok méretei 41 Az atomok állandósága 43 Állóhullámok 49 Összeeső energiaszintek 55 A három kvantumszám 58 A hidrogénatom vonalas színképe 60 Gerjesztett állapotok 63 Pauli-elv 68 Röntgensugárzás 72 Periódusos rendszer 73 Ionképződés 80 Molekulák Kovalens kötés 85 Vegyérték 89 A molekulák alakja 96 Egy molekula tükörképe 104 Molekuláris tartószerkezet 106 Delokalizált molekulapályák 111 Gyűrű alakú molekulák 119 Fémes kötés 126 Alagútjelenség 128 Datív kötés 130 Poláros molekulák 133 Energiatárolás molekulákban 139 Halmazok Van der Waals-tapadás 147 Dipól-dipól kapcsolat 151 Hidrogénhíd 153 A szilárd halmazállapot 157 A víz szerkezete 159 Ionos oldatok 163 A nitrogénatom füle 167 Felületaktív anyagok 175 A molekulák kölcsönhatásának biológiai szerepe 180 Makromolekulák 184 Másodlagos molekulaszerkezet 187 Információtárolás molekulákban 192 A genetikai kód 199 Másolási hibák 202 Atommagok Az atommag összetétele 209 Nukleáris kölcsönhatás 212 Könnyű atommagok 213 Nehéz atommagok 218 Radioaktivitás 224 Az atommag energiájának felszabadítása 229 Az anyag fejlődéstörténete Csillagászati fejlődés 235 A napsugár születése 238 Nukleáris fejlődés 240 Kémiai fejlődés 244 Planetáris fejlődés 246 Természetes kiválasztódás 252 Biológiai fejlődés 260 Új földek 267 Élet az univerzumban 271 Kvantumlétra 275 Függelék A Schrödinger-egyenlet 281 Lokalizált és delokalizált molekulapályák 285 A mágneses elektron 291 Multiplett állapotok 294 Elektronkorreláció 299 A problémák megoldásáról 300 Köszönet és bocsánatkérés 311 Kereső 313