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Elementar Wie das Periodensystem (beinahe) die ganze Welt erklärt von James, Tim (eBook)

  • Erscheinungsdatum: 21.02.2019
  • Verlag: Ecowin
eBook (ePUB)
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Elementar

Die Bausteine, aus denen unsere Welt gemacht ist Welche Flüssigkeit kann sich durch eine Mauer hindurchbewegen? Was ist das chemische Symbol für Menschlichkeit? Und welches ist die stärkste Säure, die je hergestellt wurde? Diese und viele andere Fragen mehr beantwortet das Periodensystem: Mit viel Detailwissen und Faszination sowie einer guten Portion Humor zeigt uns der passionierte Naturwissenschaftler Tim James, was wir daraus für unser alltägliches Leben lernen können. Vor rund 14 Milliarden Jahre bestand unser Universum aus einer endlosen Partikelsuppe, die vor sich hin schäumte, viele Male heißer als die Sonne. Als es sich dann ausweitete, kühlte die Suppe glücklicherweise ab und die Partikel festigten sich - die Elemente wurden geboren. Heute gibt es davon 118, und wir sind in der Lage, alle Zutaten, die unsere Welt ausmachen, zu identifizieren. In seinem Buch erzählt der leidenschaftliche Chemie-Experte Tim James die Geschichte des Periodensystems, von seinen Anfängen im Alten Griechenland bis hin zu den Alchemisten der Gegenwart. Auf informative und unterhaltsame Weise zeigt er uns, wie diese abstrakte und scheinbar durcheinandergewürfelte Grafik unser Leben bestimmt und wie die Substanzen darin unsere Welt schaffen. Tim James, aufgewachsen bei einer Missionarsfamilie in Nigeria, entdeckte im Alter von fünfzehn Jahren seine Leidenschaft für die Naturwissenschaft. Nach seinem Master in Chemie spezialisierte er sich in Quantenmechanik. Heute ist er als Schullehrer tätig und geht nebenbei seiner Schwärmerei für die Naturwissenschaft als YouTuber, Blogger und Instagrammer nach. Elementar ist sein erstes Buch.

Produktinformationen

    Format: ePUB
    Kopierschutz: watermark
    Seitenzahl: 256
    Erscheinungsdatum: 21.02.2019
    Sprache: Deutsch
    ISBN: 9783711052537
    Verlag: Ecowin
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Elementar

2 Unzerschneidbar

Diamanten, Erdnüsse und Leichen

Im Jahr 1812 entwickelte der deutsche Chemiker Friedrich Mohs eine von 1 bis 10 reichende Skala zur Einstufung der Härte von Mineralen. Zahnschmelz hat einen Härtegrad von 5, während Eisen lediglich auf einen Wert von 4 kommt. Das bedeutet, dass Ihre Zähne theoretisch in der Lage sind, einen Eisenklumpen zu zermahlen, obwohl ich Ihnen davon abrate, es auszuprobieren. Denn wenn Sie versehentlich auf Stahl beißen (das heißt auf mit Kohlenstoff verunreinigtes Eisen), werden Sie es bereuen - diese Mischung hat nämlich einen Härtegrad von etwa 7,5.

Der Wert 10 wurde ursprünglich an den Diamanten vergeben, denn er war seinerzeit das härteste bekannte Mineral. Aber im Jahr 2003 wurde er vom Thron gestoßen, als es einer japanischen Forschergruppe gelang, einen noch härteren Super-Diamanten zu erzeugen.

Eine populäre Erklärung für die Entstehung von Diamanten ist, dass Kohle (fossilisierte Pflanzen) im Erdinneren derart großem Druck ausgesetzt wird, dass sie schließlich extrem hart und transparent wird. Das zumindest haben viele von uns in der Grundschule gelernt. Es ist ein Mythos. Diamanten entstehen nur unter sehr viel extremeren Bedingungen.

Im selben Jahr, in dem der Super-Diamant entwickelt wurde, wartete auch Hollywood mit einer unglaublichen Schöpfung auf: Den Science-Fiction-Film The Core (der deutsche Titel lautet The Core - Der innere Kern) muss man gesehen haben, um zu verstehen, warum er so unglaublich ist. Zu den Glanzlichtern des Films zählen ein Mann, der von einem Laptop aus das globale Internet hackt, Sonnenlicht, das stark genug ist, die Golden Gate Bridge einzuschmelzen, und Hilary Swank, die eine Raumfähre im San Fernando Valley landet.

Mir hat es insbesondere eine Szene angetan: Ein Forscherteam wird in den Erdmantel hinuntergeschickt, um den Kern des Planeten mit einer Atombombe zu sprengen, und muss auf dem Weg Diamanten ausweichen, die so groß wie Häuser sind. 19

Interessant an dieser Szene ist, dass sie durchaus realistisch wirkt, wenn man davon absieht, dass Riesendiamanten unwahrscheinlich sind. Denn Diamanten entstehen tatsächlich im Erdmantel, nicht in der Kruste.

Ein Diamant besteht ausschließlich aus Kohlenstoff, und seine Entstehung dauert mehrere Milliarden Jahre. Zwar enthalten Pflanzen Kohlenstoff, aber es gibt sie noch nicht so lange, dass die Diamanten, die heute aus dem Boden geholt werden, aus pflanzlichen Überresten hätten entstehen können. Außerdem bedarf es gewaltigen Drucks und extrem hoher Temperaturen, um Kohlenstoffmoleküle dazu zu bewegen, sich zu einem Kristall anzuordnen - in der Kruste eines Planeten sind dieser Druck und solche Temperaturen unmöglich zu erreichen.

Tatsächlich entstehen Diamanten einige hundert Kilometer tief im Erdmantel, wo der Druck mehrere hunderttausend Mal höher ist als in der Atmosphäre und die Temperaturen etwa mit denen an der Oberfläche der Sonne vergleichbar sind. An die Erdoberfläche gelangen die Kristalle durch Vulkanausbrüche.

Der Mythos vom zusammengepressten pflanzlichen Material hat seinen Ursprung vermutlich darin, dass wir auch Kohle zutage fördern, die tatsächlich aus unter hohen Temperaturen komprimierten Pflanzenresten besteht. Doch diese Temperaturen und Druckniveaus sind viel zu gering für die Entstehung von Diamanten.

Es stimmt auch, dass sich das eine auf natürlichem Weg in das andere verwandelt, aber der Prozess verläuft umgekehrt wie der im Mythos beschriebene: Diamanten sind nicht vollkommen stabil und zerfallen im Lauf von Tausenden Jahren zu Kohle. Die naheliegende Frage lautet also: Könnten wir diesen Prozess umkehren?

Im Jahr 2003 entschloss sich Tetsuo Irifun

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