基礎(chǔ)化學(xué)

前言

基礎(chǔ)化學(xué)是醫(yī)學(xué)本科生必修的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，其內(nèi)容是根據(jù)醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)選定的，主要包括四個(gè)板塊的基本理論、基礎(chǔ)知識(shí)和在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用。第一板塊是溶液理論（第二至四章，主要包括稀溶液的依數(shù)性、電解質(zhì)溶液、緩沖溶液、沉淀溶解平衡等基礎(chǔ)知識(shí)及其臨床醫(yī)用）；第二板塊是物理化學(xué)基本原理（第五至八章，主要討論化學(xué)反應(yīng)方向、限度、速率，電化學(xué)，膠體化學(xué)等化學(xué)反應(yīng)規(guī)律及其應(yīng)用）；第三板塊是物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系（第九至十一章，主要討論原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)、酸位化合物等物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系）；第四板塊是分析化學(xué)基礎(chǔ)（第十二、十三章，包括滴定分析和常見(jiàn)儀器分析方法等）。本書(shū)的章節(jié)編排順序，編者認(rèn)為更有利于教學(xué)內(nèi)容的板塊化和教學(xué)質(zhì)量控制的模塊化，但各院校任課教師在使用本教材時(shí)，在保證課程基本要求的前提下，對(duì)內(nèi)容、章節(jié)順序可根據(jù)自己的情況斟酌取舍和自行調(diào)整。本書(shū)有關(guān)的化學(xué)名詞采用全國(guó)自然科學(xué)名詞審定委員會(huì)公布的《化學(xué)名詞》（科學(xué)出版社，1991年）所推薦的名稱(chēng)；量和單位按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB3100－3102－1993所規(guī)定的符號(hào)和單位。本書(shū)參考學(xué)時(shí)為50－70學(xué)時(shí)，共分14章，建議學(xué)時(shí)：緒論2學(xué)時(shí)，溶液4－6學(xué)時(shí)，酸堿解離平衡和緩沖溶液4－6學(xué)時(shí)，難溶強(qiáng)電解質(zhì)溶液的沉淀溶解平衡2－4學(xué)時(shí)，化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)6－8學(xué)時(shí)，化學(xué)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)4－6學(xué)時(shí)，氧化還原反應(yīng)和電極電勢(shì)4－6學(xué)時(shí)，膠體分散系4學(xué)時(shí)，原子結(jié)構(gòu)和元素周期律4－6學(xué)時(shí)，分子結(jié)構(gòu)4－6學(xué)時(shí)，配位化合物4學(xué)時(shí)，滴定分析4～6學(xué)時(shí)，常用儀器分析方法概論4－6學(xué)時(shí)，人體中的化學(xué)元素作為參考讀物。本教材可供臨床、口腔、麻醉、護(hù)理等醫(yī)學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)的本科生使用。

內(nèi)容概要

本書(shū)為普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材。全書(shū)由第二軍醫(yī)大學(xué)、第三軍醫(yī)大學(xué)、第四軍醫(yī)大學(xué)、濰坊醫(yī)學(xué)院、南方醫(yī)科大學(xué)、青島大學(xué)醫(yī)學(xué)院、白求恩軍醫(yī)學(xué)院七所醫(yī)學(xué)院校聯(lián)合編寫(xiě)而成。教材共分14章，主要介紹高等醫(yī)學(xué)教育所需的溶液理論(第二、三、四章)，物理化學(xué)原理( 第五、六、七、八章)，物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)知識(shí)(第九、十、十一章)，常見(jiàn)化學(xué)分析方法(第十二、十三章)等化學(xué)知識(shí)。本書(shū)采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB 3100～ 3102-1993)規(guī)定的法定計(jì)量單位，選用規(guī)范名詞術(shù)語(yǔ)，注意與后續(xù)相關(guān)課程的銜接。力求文字簡(jiǎn)明扼要、確切易懂、條理清楚、循序漸進(jìn)。    本書(shū)為適合于臨床、口腔、麻醉、護(hù)理等醫(yī)學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)使用的醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)教材。

書(shū)籍目錄

第一章 緒論　第一節(jié) 醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)概述　　一、化學(xué)與生命科學(xué)的聯(lián)系　　二、醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)的任務(wù)與作用　　三、怎樣學(xué)好醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)　第二節(jié) SI和法定計(jì)量單位第二章 溶液　第一節(jié) 溶液的組成標(biāo)度　　一、物質(zhì)的量和物質(zhì)的量濃度　　二、質(zhì)量摩爾濃度　　三、摩爾分?jǐn)?shù)　　四、質(zhì)量分?jǐn)?shù)　　五、質(zhì)量濃度　第二節(jié) 稀溶液的依數(shù)性　　一、溶液的蒸氣壓下降　　二、溶液的沸點(diǎn)升高　　三、溶液的凝固點(diǎn)降低　　四、溶液的滲透壓第三章 酸堿解離平衡和緩沖溶液　第一節(jié) 強(qiáng)電解質(zhì)溶液　　一、強(qiáng)電解質(zhì)溶液　　二、離子的活度和活度因子　　三、離子強(qiáng)度　第二節(jié) 弱電解質(zhì)溶液　　一、弱電解質(zhì)的解離平衡　　二、弱電解質(zhì)解離平衡的移動(dòng)　第三節(jié) 酸堿理論　　一、酸堿質(zhì)子理論　　二、酸堿電子理論　第四節(jié) 水的解離平衡和溶液的pH 　　一、水的解離平衡　　二、溶液的pH 　第五節(jié) 緩沖溶液　　一、緩沖溶液的組成和作用機(jī)制　　二、緩沖溶液的pH計(jì)算　　三、緩沖容量和緩沖范圍　　四、緩沖溶液的配制 　　五、緩沖溶液在醫(yī)學(xué)上的意義第四章 難溶強(qiáng)電解質(zhì)溶液的沉淀溶解平衡　第一節(jié) 溶度積原理　　一、標(biāo)準(zhǔn)溶度積常數(shù)及其與沉淀溶解度的關(guān)系　　二、溶度積規(guī)則　第二節(jié) 沉淀反應(yīng)的利用與控制　　一、沉淀的生成　　二、沉淀的溶解　　三、沉淀的轉(zhuǎn)化　　四、分步沉淀　第三節(jié) 生物礦化現(xiàn)象　　一、骨骼的形成與齲齒的產(chǎn)生　　二、尿結(jié)石的形成第五章 化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)　第一節(jié) 熱力學(xué)的一些基本概念和術(shù)語(yǔ)　　一、體系和環(huán)境　　二、狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)　　三、過(guò)程和途徑　　四、熱和功　第二節(jié) 熱力學(xué)第一定律和熱化學(xué)　　一、熱力學(xué)第一定律　　二、化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)和熱化學(xué)方程式　　三、Hess定律和反應(yīng)熱的計(jì)算　第三節(jié) 熵和Gibbs自由能　　一、自發(fā)過(guò)程及其特征　　二、反應(yīng)熱與化學(xué)反應(yīng)的方向　　三、熵變與化學(xué)反應(yīng)的方向　　四、化學(xué)反應(yīng)自發(fā)性與Gibbs自由能　第四節(jié) 標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)和化學(xué)反應(yīng)的限度　　一、反應(yīng)商與標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)　　二、判斷化學(xué)反應(yīng)的方向和限度　　三、化學(xué)平衡的移動(dòng)　第五節(jié) 非平衡體系熱力學(xué)簡(jiǎn)介　　一、耗散結(jié)構(gòu)　　二、生物進(jìn)化的熱力學(xué)解釋第六章 化學(xué)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)　第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法　　一、以反應(yīng)進(jìn)度隨時(shí)間的變化率定義的反應(yīng)速率　　二、以反應(yīng)物或產(chǎn)物濃度隨時(shí)間的變化率定義的反應(yīng)速率　　三、平均速率和瞬時(shí)速率　第二節(jié) 化學(xué)反應(yīng)速率理論　　一、碰撞理論與活化能　　二、過(guò)渡狀態(tài)理論　第三節(jié) 濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響　　一、元反應(yīng)和復(fù)合反應(yīng)　　二、質(zhì)量作用定律　　三、反應(yīng)分子數(shù)與反應(yīng)級(jí)數(shù)　　四、簡(jiǎn)單級(jí)數(shù)的反應(yīng)速率方程　第四節(jié) 溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響　　一、van’t Hoff規(guī)則　　二、Arrhenius方程 　第五節(jié) 催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響　　一、催化劑和催化作用　　二、催化作用理論　　三、生物催化劑——酶　第六節(jié) 藥物代謝動(dòng)力學(xué)簡(jiǎn)介　　一、體內(nèi)過(guò)程　　二、速率過(guò)程第七章 氧化還原反應(yīng)和電極電勢(shì)　第一節(jié) 氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)　　一、氧化值 　　二、氧化還原電對(duì)　第二節(jié) 原電池　　一、原電池與電極　　二、電池的書(shū)寫(xiě)方式　　三、常見(jiàn)電極類(lèi)型　第三節(jié) 電極電勢(shì)和原電池的電動(dòng)勢(shì)　　一、電極電勢(shì)的產(chǎn)生　　二、原電池的電動(dòng)勢(shì)　　三、電極電勢(shì)的測(cè)定　　四、電池電動(dòng)勢(shì)與Gibbs自由能　　五、影響電極電勢(shì)的因素—— Nel’nst方程　　六、電極電勢(shì)的應(yīng)用　第四節(jié) 電勢(shì)法測(cè)定溶液的pH　　一、電勢(shì)法測(cè)定溶液的pH　　二、指示電極　　三、參比電極　　四、電勢(shì)法測(cè)定溶液的pH　第五節(jié) 生物傳感器　　一、傳感器工作原理　　二、生物傳感器概述　　三、生物傳感器應(yīng)用實(shí)例第八章 膠體分散系　第一節(jié) 分散系概述　　一、分散系的分類(lèi)　　二、膠體分散系　第二節(jié) 表面現(xiàn)象　　一、表面積與表面bbs能　　二、表面活性劑　　三、乳化作用　第三節(jié) 溶膠　　一、溶膠的基本性質(zhì)　　二、溶膠的穩(wěn)定性與聚沉　　三、溶膠的制備和凈化　　四、氣溶膠 　第四節(jié) 高分子化合物溶液與凝膠　　一、高分子化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與穩(wěn)定性　　二、高分子化合物對(duì)溶膠的保護(hù)作用　　三、高分子溶液的滲透壓和膜平衡　　四、凝膠 　第五節(jié) 膠體化學(xué)與醫(yī)學(xué)第九章 原子結(jié)構(gòu)和元素周期律　第一節(jié) 微觀粒子的特征　　一、氫原子光譜和Bohro理論　　二、微觀粒子的波粒二象性與不確定原理　第二節(jié) 核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述　　一、波函數(shù)和原子軌道　　二、量子數(shù)及其物理意義　　三、原子軌道和電子云的角度分布和徑向分布　第三節(jié) 多電子原子的核外電子排布　　一、屏蔽效應(yīng)和鉆穿效應(yīng)　　二、多電子原子軌道的能級(jí)　　三、基態(tài)原子的核外電子排布　第四節(jié) 元素周期表與元素性質(zhì)的周期性　　一、元素周期表　　二、元素性質(zhì)的周期性第十章 分子結(jié)構(gòu)　第一節(jié) 離子鍵　　一、離子鍵的形成與特點(diǎn)　　二、離子的電荷、電子構(gòu)型和半徑 　第二節(jié) 共價(jià)鍵　　一、經(jīng)典Lewis學(xué)說(shuō)　　二、現(xiàn)代價(jià)鍵理論　　三、雜化軌道理論　　四、價(jià)層電子對(duì)互斥理論　　五、分子軌道理論簡(jiǎn)介　第三節(jié) 分子問(wèn)作用力和氫鍵　　一、分子的極性　　二、分子間的作用力　　三、氫鍵第十一章 配位化合物　第一節(jié) 配位化合物概述　　一、配合物的組成　　二、配合物的命名　　三、配合物的異構(gòu)現(xiàn)象　第二節(jié) 配合物的化學(xué)鍵理論　　一、配合物的價(jià)鍵理論　　二、晶體場(chǎng)理論簡(jiǎn)介　第三節(jié) 配合物的解離平衡-　　一、配合物的平衡常數(shù)　　二、配位平衡的移動(dòng)　第四節(jié) 螯合物和生物配合物　　一、螯合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及螯合效應(yīng)　　二、影響螯合物穩(wěn)定性的因素　　三、生物配合物　第五節(jié) 配合物在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用第十二章 滴定分析　第一節(jié) 滴定分析概述　　一、滴定分析的方法和特點(diǎn)　　二、滴定分析法的操作程序　　三、滴定分析的計(jì)算　第二節(jié) 分析結(jié)果的誤差和有效數(shù)字　　一、誤差產(chǎn)生的原因和分類(lèi)　　二、準(zhǔn)確度與精密度　　三、提高分析結(jié)果準(zhǔn)確度的方法　　四、有效數(shù)字及其運(yùn)算規(guī)則　第三節(jié) 酸堿滴定法　　一、酸堿指示劑　　二、滴定曲線(xiàn)與指示劑的選擇　　三、酸堿標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與標(biāo)定　　四、酸堿滴定法的應(yīng)用實(shí)例　第四節(jié) 氧化還原滴定法　　一、概述　　二、高錳酸鉀法　　三、碘量法 　第五節(jié) 配位滴定法　　一、EDTA配位滴定的基本原理　　二、EDTA配位滴定應(yīng)用示例——水的總硬度測(cè)定第十三章 常用儀器分析方法概論　第一節(jié) 電勢(shì)分析法　　一、電勢(shì)分析法概述　　二、離子選擇性電極　　三、直接電勢(shì)法　　四、電勢(shì)滴定法　第二節(jié) 光度分析法　　一、紫外一可見(jiàn)分光光度法　　二、原子吸收分光光度法　第三節(jié) 色譜分析法　　一、色譜分析法概述　　二、氣相色譜法　　三、高效液相色譜法　　四、毛細(xì)管電泳法第十四章 人體中的化學(xué)元素　第一節(jié) 人體元素組成　　一、必需元素和非必需元素　　二、人體必需元素的理化性質(zhì)和生理功能　　三、環(huán)境污染對(duì)人體健康的影響　第二節(jié) 元素的選擇與演化　　一、豐度規(guī)則和生物可利用規(guī)則　　二、有效規(guī)則　　三、基本適宜規(guī)則　　四、有效和特異性的進(jìn)化規(guī)則　第三節(jié) 生物無(wú)機(jī)化學(xué)簡(jiǎn)介　　一、新興的邊緣學(xué)科——生物無(wú)機(jī)化學(xué)　　二、生物無(wú)機(jī)化學(xué)在發(fā)展中的研究課題附錄　附錄一 標(biāo)準(zhǔn)溶度積常數(shù)(298 K)　附錄二 一些物質(zhì)的基本熱力學(xué)數(shù)據(jù)　附錄三 常見(jiàn)氧化還原電對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)表(298 K)　附錄四 常見(jiàn)配合物的標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)定常數(shù)漢英索引元素周期表

章節(jié)摘錄

插圖：現(xiàn)代醫(yī)學(xué)與化學(xué)的聯(lián)系更為密切。人類(lèi)已經(jīng)開(kāi)始從分子、原子乃至量子的水平來(lái)認(rèn)識(shí)疾病的致病機(jī)理、遺傳和治療措施。由于量子化學(xué)近似法和計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)于核酸、蛋白質(zhì)等生物體重要組成物質(zhì)大分子的高度近似處理將成為可能，進(jìn)而使得現(xiàn)代醫(yī)學(xué)向著量子生物學(xué)的水平發(fā)展?；瘜W(xué)家和生物學(xué)家聯(lián)手證明了作為遺傳因子的基因就是脫氧核糖核酸分子（DNA）。現(xiàn)在人們可以用更先進(jìn)的化學(xué)方法測(cè)定基因的分子結(jié)構(gòu)，并通過(guò)改變這些結(jié)構(gòu)制造出不同的基因。這些成就將為人類(lèi)抵抗遺傳性疾病及惡性腫瘤等目前無(wú)法治愈的疾病提供可靠的方法。可以說(shuō)，人體的進(jìn)化和生命過(guò)程都是無(wú)數(shù)化學(xué)變化的綜合體現(xiàn)。自古以來(lái)，關(guān)于生命起源的學(xué)說(shuō)很多，但得到現(xiàn)代科學(xué)實(shí)驗(yàn)強(qiáng)有力支持的就只有“化學(xué)進(jìn)化學(xué)說(shuō)”。因?yàn)樯w是由有機(jī)物組成的，所以化學(xué)進(jìn)化學(xué)說(shuō)認(rèn)為，生命是化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物，也就是說(shuō)，簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成了簡(jiǎn)單的有機(jī)物，簡(jiǎn)單的有機(jī)物進(jìn)一步發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成了高分子化合物，高分子化合物進(jìn)一步發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成了簡(jiǎn)單的生命體。這些簡(jiǎn)單的生命體就是最初的生命，它具備了最簡(jiǎn)單的代謝和繁殖功能，這些就是生命屬性的基本特征。雖然這種最低級(jí)的生命形式比今天最簡(jiǎn)單的微生物還要簡(jiǎn)單得多，但它們都是靠自然選擇進(jìn)化，成為各種各樣的生命體。為了證明化學(xué)進(jìn)化學(xué)說(shuō)，歷代科學(xué)家做了辛勤的工作，取得了可喜的成就。美國(guó)科學(xué)家StanleyMiller在1952年做了一個(gè)著名的實(shí)驗(yàn)。他在實(shí)驗(yàn)室中模擬原始地球的大氣成分和電閃雷鳴的自然環(huán)境，將甲烷、氨氣、氫氣、水蒸氣等泵入密閉容器，進(jìn)行連續(xù)一個(gè)星期的火花放電，得到了組成生命不可缺少的蛋白質(zhì)原料——氨基酸。隨后50多年中，科學(xué)家們利用類(lèi)似Miller實(shí)驗(yàn)的條件，合成出了許多被認(rèn)為與生命起源有關(guān)的有機(jī)物質(zhì)。這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)于生命起源的化學(xué)進(jìn)化學(xué)說(shuō)給予了有力的支持。1965年9月17日，我國(guó)科學(xué)家用沒(méi)有生命的簡(jiǎn)單的有機(jī)物合成了具有生命活性的結(jié)晶牛胰島素！這一成果為人類(lèi)做出了劃時(shí)代的貢獻(xiàn)，同時(shí)也對(duì)生命的化學(xué)進(jìn)化學(xué)說(shuō)提供了有力的支持。在研究生物體的物質(zhì)基礎(chǔ)和生命活動(dòng)基本規(guī)律的領(lǐng)域里，化學(xué)不僅提供方法和材料，而且在提供理論、觀點(diǎn)、技術(shù)等方面發(fā)揮著重要作用。

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《普通高等教育"十一五"國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材·基礎(chǔ)化學(xué)》：普通高等教育十一五國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材。

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