CONTENIDO
1. Razones moleculares 2
1.1 Varas ardientes 4
1.2 Razones moleculares 5
1.3 El científico y el artista 6
1.4 Las primeras personas en preguntarse por las razones moleculares 9
1.5 Inmortalidad y riquezas infinitas 9
1.6 El inicio de la ciencia moderna 10
1.7 Clasificación de la materia 11
1.8 Propiedades de la materia 15
1.9 El desarrollo de la teoría atómica 16
1.10 El átomo nuclear 18
2. La caja de herramientas del químico 28
2.1 Curiosidad en torno a las naranjas 30
2.2 Medición 31
2.3 Notación científica 33
2.4 Unidades de medición 35
2.5 Conversión entre unidades 38
2.6 Interpretación de gráficos 40
2.7 Solución de problemas 44
2.8 Densidad: una medida de la compactabilidad 46
3. Atomos y elementos 54
3.1 Una caminata por la playa 56
3.2 Los protones determinan el elemento 58
3.3 Electrones 60
3.4 Neutrones 62
3.5 Especificación de un átomo 63
3.6 Masa atómica 64
3.7 Ley periódica 66
3.8 Una teoría que explica la ley periódica: el modelo de Bohr 67
3.9 El modelo de la mecánica cuántica para el átomo 71
3.10 Familias de elementos 73
3.11 Una docena de clavos y un mol de átomos 76
4. Moléculas, compuestos y reacciones químicas 88
4.1 Las moléculas, causa del comportamiento de la materia 90
4.2 Compuestos químicos y fórmulas químicas 90
4.3 Compuestos iónicos y moleculares 92
4.4 Nomenclatura de los compuestos 96
4.5 Masa fórmula y masa molar de los compuestos 99
4.6 Composición de los compuestos: fórmulas químicas como factores de conversión 101
4.7 Formación y transformación de los compuestos: reacciones químicas 103
4.8 Estequiometría de una reacción: ecuaciones químicas como factores de conversión 106
5. Enlace químico 116
5.1 Del veneno al condimento 118
5.2 Los enlaces químicos y el profesor G. N. Lewis 119
5.3 Estructuras iónicas de Lewis 121
5.4 Estructuras covalentes de Lewis 123
5.5 Enlaces químicos en el ozono 129
5.6 Las formas de las moléculas 131
5.7 El agua: enlaces polares y moléculas polares 135
6. Química orgánica 146
6.1 Carbono 148
6.2 Una fuerza vital 149
6.3 Los compuestos orgánicos más sencillos: los hidrocarburos 151
6.4 Isómeros 160
6.5 Nomenclatura de los hidrocarburos 162
6.6 Hidrocarburos aromáticos y el sueño de Kekule 165
6.7 Hidrocarburos funcionalizados 168
6.8 Hidrocarburos clorados: pesticidas y solventes 169
6.9 Alcoholes: para beber y para desinfectar 170
6.10 Aldehídos y cetonas: humo y frambuesas 172
6.11 Ácidos carboxílicos: vinagre y picaduras de abeja 175
6.12 Ésteres y éteres: frutas y anestesia 176
6.13 Aminas: el olor del pescado podrido 178
6.14 Análisis de una etiqueta 179
7. Luz y color 186
7.1 Un otoño en Nueva Inglaterra 188
7.2 Luz 190
7.3 El espectro electromagnético 193
7.4 Electrones excitados 196
7.5 Identificación de moléculas y átomos con la luz 198
7.6 Imágenes de resonancia magnética: espectroscopía del cuerpo humano 199
7.7 Láseres 202
7.8 Láseres en la medicina 204
8. Química nuclear 212
8.1 Una tragedia 214
8.2 Descubrimiento accidental 214
8.3 Radiactividad 216
8.4 Vida media 219
8.5 Fisión nuclear 222
8.6 El Proyecto Manhattan 224
8.7 La energía nuclear 226
8.8 Defecto de masa y energía de enlace nuclear 229
8.9 Fusión 230
8.10 Efectos de la radiación en la vida humana 231
8.11 Fechado con carbono y el sudario de Turín 234
8.12 El uranio y la edad de la Tierra 236
8.13 Medicina nuclear 237
9. Energía para el mundo de hoy 242
9.1 Moléculas en movimiento 244
9.2 Nuestra dependencia absoluta de la energía 244
9.3 La energía y sus transformaciones: no se obtiene algo a cambio de nada 247
9.4 Tributo térmico de la naturaleza: la energía debe dispersarse 249
9.5 Unidades de energía 251
9.6 Temperatura y capacidad térmica 254
9.7 Química y energía 256
9.8 Energía para nuestra sociedad 257
9.9 Electricidad a partir de combustibles fósiles 260
9.10 Humo-niebla (esmog) 261
9.11 Lluvia ácida 263
9.12 Problemas ambientales asociados con el uso de combustibles fósiles: el calentamiento global 264
10. Energía para mañana: el Sol y otras fuentes de energía renovable 276
10.1 La fuente energética definitiva para la Tierra: el Sol 278
10.2 Energía hidroeléctrica: la fuente de energía solar más utilizada en el mundo 278
10.3 Energía eólica 280
10.4 Energía térmica solar: enfoque y almacenamiento del Sol 280
10.5 Energía fotovoltaica: de la luz a la electricidad sin partes móviles 283
10.6 Almacenamiento de la energía: la plaga de las fuentes solares 285
10.7 Biomasa: la energía de las plantas 286
10.8 Energía geotérmica 288
10.9 Energía nuclear 288
10.10 Eficiencia y conservación 289
10.11 El mundo en 2050: un atisbo especulativo al futuro 290
11. El aire que nos rodea 298
11.1 Bolsas de aire 300
11.2 Un gas: nube de partículas 301
11.3 La presión 301
11.4 Las relaciones entre las propiedades de un gas 304
11.5 La atmósfera: ¿qué contiene? 308
11.6 La atmósfera: una estructura en capas 310
11.7 Contaminación del aire: un problema ambiental en la troposfera 312
11.8 Depuración de la contaminación del aire: la Ley del aire limpio 313
11.9 Agotamiento del ozono: un problema ambiental en la estratosfera 316
11.10 Protocolo de Montreal: el final de los clorofluorocarbonos 320
11.11 Mitos relacionados con el agotamiento del ozono 321
12. Los líquidos y los sólidos que nos rodean, especialmente el agua 328
12.1 Sin gravedad no hay derrames 330
12.2 Líquidos y sólidos 331
12.3 Separación de las moléculas: fusión y ebullición 332
12.4 Las fuerzas que nos mantienen en cohesión (ya todas las cosas) 334
12.5 Olfateo de moléculas la química del perfume 339
12.6 Los químicos ofrecen soluciones 341
12.7 El agua: una excentricidad entre las moléculas 343
12.8 El agua: ¿dónde está y cómo llegó allí? 345
12.9 El agua: ¿pura o contaminada? 345
12.10 Agua dura: buena para nuestra salud, mala para nuestras tuberías 346
12.11 Contaminantes biológicos 348
12.12 Contaminantes químicos 348
12.13 Garantía de buena calidad del agua: la Ley del agua potable segura 351
12.14 Tratamiento del agua pública 352
12.15 Tratamiento del agua doméstica 354
13. Acidos y bases: las moléculas responsables de lo agrio y lo amargo 360
13.1 Si está agrio, probablemente sea un ácido 362
13.2 Propiedades de los ácidos: saben agrio y disuelven los metales 362
13.3 Propiedades de las bases: saben amargo y se sienten viscosas 363
13.4 Ácidos y bases: definiciones moleculares 365
13.5 Ácidos y bases fuertes y débiles 367
13.6 Especificación de la concentración de ácidos y bases la escala del pH 368
13.7 Algunos ácidos comunes 369
13.8 Algunas bases comunes 372
13.9 Lluvia ácida: acidez extra por la quema de los combustibles fósiles 374
13.10 Lluvia ácida: sus efectos 375
13.11 Limpieza de la lluvia ácida: las enmiendas de 1990 a la Ley del aire limpio 376
14, Oxidación y reducción 382
14.1 Herrumbre 384
14.2 Oxidación y reducción: algunas definiciones 384
14.3 Algunos agentes oxidantes y reductores comunes 388
14.4 Respiración y fotosíntesis 389
14.5 Baterías: producción de electricidad con química 389
14.6 Pilas de combustible 393
14.7 Corrosión: la química de la oxidación 395
14.8 Oxidación, envejecimiento y antioxidantes 397
15. La química de los productos domésticos 402
15.1 Limpieza de la ropa con moléculas 404
15.2 El jabón: un tensoactivo 405
15.3 Detergentes sintéticos: tensoactivos para el agua dura 407
15.4 Fórmulas para lavandería 409
15.5 Limpiadores corrosivos 410
15.6 Productos para el cabello 411
15.7 Productos para la piel 412
15.8 Cosméticos faciales 414
15.9 Perfumes y desodorantes: producción de olores agradables y eliminación de olores desagradables 415
15.10 Polímeros y plásticos 419
15.11 Copolímeros: nylon, tereftalato de polietileno y policarbonato 423
15.12 Hule 424
16. Bioquímica y biotecnología 432
16.1 Cabello castaño, ojos azules y ratones grandes 434
16.2 Lípidos y grasas 434
16.3 Carbohidratos: azúcar, almidón y aserrín 440
16.4 Proteínas: más que músculo 446
16.5 Estructura de las proteínas 451
16.6 Algunas proteínas comunes 454
16.7 Ácidos nucleicos: el cianotipo para las proteínas 456
16.8 Tecnología del ADN recombinante 462
16.9 Clonación 465
17. Medicina y drogas: lo que cura, ayuda y perjudica 476
17.1 Amor y depresión 478
17.2 Alivio del dolor, abatimiento de la fiebre y reducción de la inflamación 478
17.3 Eliminación de microbios microscópicos: los antibióticos 480
17.4 Medicamentos antivirales y el síndrome de inmunodeficiencia adquirida 482
17.5 Hormonas sexuales y la píldora 486
17.6 Esteroides 487
17.7 Productos químicos para combatir el cáncer 488
17.8 Depresivos: medicamentos que embotan la mente 490
17.9 Narcóticos: fármacos que disminuyen el dolor 493
17.10 Estimulantes: cocaína y anfetaminas 496
17.11 Estimulantes legales: cafeína y nicotina 498
17.12 Drogas alucinógenas: mezcalina y dietilamida de ácido lisérgico (LSD) 499
17.13 Mariguana (Marihuana) 501
17.14 Prozac y Zoloft: inhibidores selectivos de la recaptación de serotonina 502
18. La química de los alimentos 510
18.1 Literalmente, usted es lo que come 512
18.2 Carbohidratos: azúcares, almidones y fibras 513
18.3 Proteínas 517
18.4 Grasas, aceites y colesterol 518
18.5 Ingesta calórica y la primera ley: las calorías adicionales obesidad 521
18.6 Vitaminas 524
18.7 Minerales 527
18.8 Aditivos para los alimentos 530
18.9 Moléculas para los cultivos: fertilizantes y nutrientes 533
18.10 Moléculas para proteger los cultivos: insecticidas y herbicidas 534
19. Nanotecnología 542
19.1 Miniaturización extrema 544
19.2 Verdaderamente pequeño: ¿qué tiene de raro? 545
19.3 Microscopio de efecto túnel 547
19.4 Microscopio de fuerza atómica 548
19.5 Buckyesferas: nueva forma de carbono 548
19.6 Nanotubos de carbono 550
19.7 Nanomedicina 552
19.8 Nanoproductos actuales 554
19.9 Nanoproblemas 556