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Allgegenwärtige Chemie

Chemie ist, wo es kracht und stinkt? Von wegen! Wie vielfältig, spannend und allgegenwärtig die Disziplin ist, zeigen Sylvia Feil, Jörg Resag und Kristin Riebe in diesem Band. Feil ist Diplom-Chemikerin und Wissenschaftsjournalistin, Resag und Riebe haben in Physik promoviert und gemeinsam das Vorgängerbuch "Faszinierende Physik" verfasst. Bei ihrem Ausflug in die Chemie behandeln sie eine bunte, fächerübergreifende Themenmischung. Viele Inhalte, mit denen sie sich beschäftigen, werden oft anderen Disziplinen zugeordnet, beispielsweise der Astrophysik oder der Zellbiologie.

Jedem Thema widmen die Autoren eine Doppelseite, egal ob es sich um den Urknall handelt oder um die Frage, warum Glühwürmchen leuchten. Zahlreiche Bilder und Grafiken veranschaulichen den Inhalt. Zudem finden sich auf den meisten Seiten Hinweise auf weiterführende Literatur, einschließlich thematisch passender Wikipedia-Artikel. Querverweise innerhalb des Buchs laden dazu ein, je nach Interesse zu springen. Dabei schaffen es die Autoren, jede Doppelseite für sich stehen zu lassen und dennoch zum Teil eines Gesamtkontexts zu machen, wenn man das Buch von vorn nach hinten liest. Die Unterteilung in acht Kapitel liefert dafür den Rahmen.

Wo sich die Elektronen aufhalten

Zunächst geht es um chemische Grundlagen, die viele aus der Schule kennen dürften: Was ist ein Atom? Wie sind Reaktionsgleichungen strukturiert? Welche Arten von Bindungen gibt es? Und was hat es mit den Orbitalen auf sich? Die Erklärungen sind kurz gehalten, bringen aber sehr gekonnt das Wichtigste auf den Punkt. Nicht nur für interessierte Laien, auch für angehende Chemiestudenten kann das Kapitel durchaus hilfreich sein.

Die Themen ab Kapitel Zwei sind chronologisch sortiert, beginnend mit der Entstehung der Elemente kurz nach dem Urknall und bei späteren Fusionsprozessen in Sternen. Weiter geht es mit der Chemie des Lebens: Wie wurden aus Molekülen biologische Wesen? Und wie funktionieren die Zellatmung, die Verdauung oder die Signalübertragung im Nervensystem? Um diese Passagen zu verstehen, muss man die Grundlagen im ersten Kapitel nicht zwingend durchgearbeitet haben. Auch wenig versierte Leser können bei einem der späteren Abschnitte einsteigen und bei Bedarf zurückblättern.

Chemie taucht in diesen Kapiteln oft nur am Rande auf, viel mehr geht es um Astrophysik, Erdgeschichte, Mineralogie, Biologie und Medizin. Deutlich wird dabei aber, dass Chemie für all diese Disziplinen eine bedeutende Rolle spielt. Auch in der Menschheitshistorie war sie allgegenwärtig. Schon um 2200 v. hr. stellten die Sumerer Seife her und hielten die Prozedur auf Keilschrifttafeln fest. Die Römer bauten ihr Kolosseum mit Zement, die Chinesen erfanden Porzellan und Schwarzpulver, und im Mittelalter suchten Alchemisten nach dem Stein der Weisen und entwickelten Rezepte für Arzneimittel. Eine eigene Doppelseite widmet sich der Naturmedizin.

Habers und Boschs Weltinnovation

Schließlich kommen die Autoren zur modernen Chemie. Hier verdeutlichen sie das zweischneidige Potenzial vieler einschlägiger Entwicklungen. Die Fixierung von Stickstoff aus der Luft beispielsweise ermöglicht es einerseits, Düngemittel herzustellen, ohne die sich die Weltbevölkerung heute nicht mehr ernähren ließe. Andererseits erlaubt sie, massenhaft Sprengstoffe zu produzieren, und hat damit die Materialschlachten der beiden Weltkriege erst ermöglicht. Wiederum hat der leichter verfügbare Sprengstoff große Fortschritte im Bergbau angestoßen.

Vor- und Nachteile chemischer Innovationen liegen auch im Fall der Kunststoffe nah beieinander, die als kostengünstige und hochflexibel einsetzbare Werkstoffe nicht mehr aus unserem Leben wegzudenken sind – und zugleich weltweit die Umwelt verschmutzen. Antibiotika, um ein weiteres Beispiel zu nennen, haben unzähligen Menschen das Leben gerettet, lenken die Evolution der Mikroben aber hin zu superresistenten Keimen, die sich kaum noch bekämpfen lassen. Und selbst jene Reaktionen, die beim Frittieren von Pommes frites ablaufen, liefern neben leckeren Aromastoffe auch krebserregende Substanzen wie Acrylamid. Die Autoren plädieren dafür, die Potenziale der Chemie zu nutzen, ohne dabei deren Risiken zu vernachlässigen.

Das letzte Kapitel widmet sich der aktuellen Forschung. Unter anderem handelt es über Kohlenstoff-Nanoröhren, die zumindest im Nanomaßstab eine deutlich höhere Zugfestigkeit besitzen als Stahl; über neue Methoden der Fluoreszenzmikroskopie; und über das Genome-Editing-Verfahren CRISPR/Cas, mit dem sich womöglich Erbkrankheiten heilen lassen.

"Faszinierende Chemie" gibt einen ersten Einblick und regt dazu an, sich weiter zu informieren. Es bietet anschauliche Texte und weckt Begeisterung für das Fach. Dank der leicht verständlichen Erklärungen eignet es sich bereits für fachlich interessierte Schüler.

Hinweis der Redaktion: Spektrum der Wissenschaft und Springer Science+Business Media gehören beide zur Verlagsgruppe Springer Nature. Dies hat jedoch keinen Einfluss auf die Rezensionen. Spektrum der Wissenschaft rezensiert Titel aus dem Springer-Verlag mit demselben Anspruch und nach denselben Kriterien wie Titel aus anderen Verlagen.

02/2017

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 02/2017

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