物理化學(xué)

前言

　　物理化學(xué)是藥學(xué)類各專業(yè)學(xué)生的一門重要的基礎(chǔ)課。學(xué)生學(xué)好這門課程可以為后續(xù)的各專業(yè)課程打好基礎(chǔ)。本教材在編寫時(shí)力爭(zhēng)做到內(nèi)容的基礎(chǔ)性、科學(xué)性和先進(jìn)性。在保證物理化學(xué)的基礎(chǔ)理論的同時(shí)，緊密結(jié)合和突出物理化學(xué)與藥學(xué)的聯(lián)系。本書可供高等醫(yī)藥院校藥學(xué)各專業(yè)的本科學(xué)生使用，也可供從事物理化學(xué)教學(xué)的教師參考?！　∽鳛樗帉W(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)課教材，本書除包含了理科化學(xué)類專業(yè)物理化學(xué)的基本內(nèi)容外，還結(jié)合醫(yī)藥專業(yè)的特點(diǎn)，盡量介紹了一些物理化學(xué)基礎(chǔ)理論在藥學(xué)中的應(yīng)用知識(shí)，例如非平衡態(tài)熱力學(xué)、生物電化學(xué)、兩親分子有序組合、超臨界液體萃取技術(shù)等內(nèi)容。特別是本書采用了大量與醫(yī)藥相關(guān)的例題與習(xí)題，希望能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。　　我們?cè)诮滩牡木帉懼?，盡力將物理化學(xué)的原理介紹簡(jiǎn)明扼要，內(nèi)容闡述通俗易懂。除重點(diǎn)介紹了物理化學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)外，在介紹應(yīng)用知識(shí)時(shí)，還盡量使內(nèi)容寬泛一些，希望能涵蓋教師講授的大部分內(nèi)容，使教師在講授時(shí)有選擇的余地和發(fā)揮的空間?！　∮捎谖锢砘瘜W(xué)是化學(xué)的重要分支學(xué)科，與其他課程的重復(fù)是在所難免的，但各門課程所講述的重點(diǎn)應(yīng)有所不同，過(guò)分重復(fù)的內(nèi)容應(yīng)適當(dāng)刪減。例如化學(xué)平衡中有關(guān)平衡移動(dòng)的內(nèi)容已由無(wú)機(jī)化學(xué)介紹，在本書中就不再重復(fù)介紹，為此將化學(xué)平衡壓縮成一節(jié)，合并在第二章熱力學(xué)第二定律中?！　”緯卜譃槠哒拢旱谝徽聻闊崃W(xué)第一定律，由山西醫(yī)科大學(xué)田青平編寫；第二章為熱力學(xué)第二定律（含化學(xué)平衡內(nèi)容），由四川大學(xué)李琳麗編寫；第三章為相平衡，由首都醫(yī)科大學(xué)趙光編寫；第四章為電化學(xué)，由沈陽(yáng)藥科大學(xué)李三鳴編寫；第五章為化學(xué)動(dòng)力學(xué)，由四川大學(xué)詹先成編寫；第六章為表面現(xiàn)象，．由第二軍醫(yī)大學(xué)趙衛(wèi)權(quán)編寫；第七章為膠體分散系統(tǒng)，由福建醫(yī)科大學(xué)戴伯川編寫。每章末分別有各章的基本要求和習(xí)題，以利于學(xué)生鞏固所學(xué)到的知識(shí)。全書采用以國(guó)際單位制（SI）單位為基礎(chǔ)的“中華人民共和國(guó)法定計(jì)量單位”和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB 3100～3102-93）所規(guī)定的符號(hào)。

內(nèi)容概要

　　《物理化學(xué)》共分七章，分別是熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律與化學(xué)平衡、相平衡、電化學(xué)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)、表面現(xiàn)象、膠體分散系統(tǒng)?！段锢砘瘜W(xué)》不僅包含理科化學(xué)類專業(yè)物理化學(xué)的教學(xué)基本內(nèi)容，而且還結(jié)合醫(yī)藥類專業(yè)的特點(diǎn)，盡量介紹一些物理化學(xué)基礎(chǔ)理論在藥學(xué)中的應(yīng)用知識(shí)。例如非平衡態(tài)熱力學(xué)、生物電化學(xué)、兩親分子有序組合、超臨界液體萃取技術(shù)等內(nèi)容，力爭(zhēng)在結(jié)合后續(xù)專業(yè)課程的基礎(chǔ)上，拓寬學(xué)生的知識(shí)面。
　　《物理化學(xué)》可作為高等醫(yī)藥院校藥學(xué)類和醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)各專業(yè)物理化學(xué)課程教材，也可供相關(guān)人員參考。

書籍目錄

緒論
第一章 熱力學(xué)第一定律
　1.1 熱力學(xué)概論
　　一、熱力學(xué)的目的和內(nèi)容
　　二、熱力學(xué)的方法和局限性
　1.2 熱力學(xué)基本概念
　　一、系統(tǒng)與環(huán)境
　　二、系統(tǒng)的性質(zhì)
　　三、熱力學(xué)平衡狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)
　　四、狀態(tài)函數(shù)與狀態(tài)方程
　　五、過(guò)程與途徑
　　六、熱和功
　1.3 熱力學(xué)第一定律
　　一、能量守恒與熱力學(xué)第一定律
　　二、熱力學(xué)能
　　三、熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式
　1.4 可逆過(guò)程
　　一、功與過(guò)程
　　二、可逆過(guò)程
　1.5 焙和熱容
　　一、焓
　　二、熱容
　1.6 熱力學(xué)第一定律對(duì)理想氣體的應(yīng)用
　　一、理想氣體的熱力學(xué)能和焙
　　二、理想氣體的Cv與Cp的關(guān)系
　　三、理想氣體的鮑熱過(guò)程
　1.7 節(jié)流膨脹與焦耳-湯姆遜效應(yīng)
　　一、焦耳-湯姆遜實(shí)驗(yàn)
　　二、節(jié)流膨脹的熱力學(xué)特征
　　三、焦耳-湯姆遜系數(shù)
　1.8 熱化學(xué)
　　一、化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)
　　二、反應(yīng)進(jìn)度
　　三，熱化學(xué)方程式
　1.9 化學(xué)反應(yīng)摩爾焓變的計(jì)算
　　一、蓋斯定律
　　二、標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓
　　三、標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓
　　四、高子摩爾生成焓
　　五、溶解熱與稀釋熱
　　六、反應(yīng)熱與溫度的關(guān)系
　　本章基本要求
　　習(xí)題
　　參考文獻(xiàn)　　
第二章 熱力學(xué)第二定律與化學(xué)平衡
　2.1 自發(fā)過(guò)程的共同特征——不可逆性
　2.2 熱力學(xué)第二定律的經(jīng)典表述
　2.3 熱機(jī)效率和卡諾循環(huán)
　　一、熱機(jī)效率
　　二、卡諾循環(huán)
　　三、卡諾定理
　2.4 熵
　　一、可逆過(guò)程的熱溫商與熵變
　　二、不可逆過(guò)程的熱溫商與熵變
　2.5 克勞修斯不等式與熵增加原理
　　一、熱力學(xué)第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式——克勞修斯不等式
　　二、熵增加原理
　　三、熵判據(jù)
　2.6 熵變的計(jì)算
　　一、等溫過(guò)程
　　二、變溫過(guò)程
　2.7 熵的統(tǒng)計(jì)意義
　　一、熵與混亂度的關(guān)系
　　二、熵與熱力學(xué)概率的關(guān)系——玻耳茲曼公式
　2.8 熱力學(xué)第三定律與規(guī)定熵
　　一、熱力學(xué)第三定律
　　二、規(guī)定熵
　　三、化學(xué)反應(yīng)的熵變
　2.9 亥姆霍茲自由能和吉布斯自由能
　　一、熱力學(xué)第一定律與熱力學(xué)第二定律的聯(lián)合表達(dá)式
　　二、熱力學(xué)判據(jù)總結(jié)
　2.10 △G的計(jì)算
　　一、理想氣體的等溫過(guò)程
　　二、等溫等壓下理想氣體的混合過(guò)程
　　三、相變化過(guò)程
　　四、化學(xué)反應(yīng)過(guò)程
　2.11 熱力學(xué)函數(shù)間的關(guān)系
　　一、基本公式
　　二、麥克斯韋關(guān)系式
　2.12 疏水相互作用
　　一、疏水相互作用及其與蛋白質(zhì)空間構(gòu)象的關(guān)系
　　二、熱力學(xué)在疏水相互作用中的應(yīng)用
　2.13 非平衡狀態(tài)熱力學(xué)簡(jiǎn)介
　　一、敞開系統(tǒng)與非平衡狀態(tài)
　　二、熵產(chǎn)生和熵流
　　三、耗散結(jié)構(gòu)
　2.14 偏摩爾量
　　一、偏摩爾量的定義
　　二、偏摩爾量的加和公式
　　三、吉布斯一杜亥姆公式
　2.15 化學(xué)勢(shì)
　　一、化學(xué)勢(shì)的定義
　　二、化學(xué)勢(shì)與壓力和溫度的關(guān)系
　　三、化學(xué)勢(shì)在多相平衡中的應(yīng)用
　2.16 氣體的化學(xué)勢(shì)
　　一、理想氣體的化學(xué)勢(shì)
　　二、真實(shí)氣體的化學(xué)勢(shì)
　2.17 稀溶液的兩個(gè)經(jīng)驗(yàn)定律
　　一、拉烏爾定律
　　二、亨利定律
　2.18 液態(tài)混合物及稀溶液的化學(xué)勢(shì)
　　一、理想液態(tài)混合物
　　二、理想稀溶液
　　三、非理想液態(tài)混合物
　　四、非理想稀溶液
　2.19 化學(xué)反應(yīng)的平衡條件
　2.20 化學(xué)反應(yīng)的等溫方程式及平衡常數(shù)
　2.21 平衡常數(shù)的各種表示方法
　　一、氣相反應(yīng)的平衡常數(shù)
　　二、液相反應(yīng)的平衡常數(shù)
　　三、有純態(tài)凝聚相參加的氣－固相反應(yīng)的平衡常數(shù)
　2.22 溫度對(duì)平衡常數(shù)的影響
　2.23 生物能學(xué)簡(jiǎn)介
　　一、生物化學(xué)中的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)和平衡常數(shù)
　　二、反應(yīng)的耦合
　　本章基本要求
　　習(xí)題
　　參考文獻(xiàn)
第三章 相平衡
　3.1 相律
　　一、相和相數(shù)
　　二、組分?jǐn)?shù)
　　三、自由度
　　四、相律的推導(dǎo)
　3.2 單組分系統(tǒng)的兩相平衡
　3.3 單組分系統(tǒng)的相圖
　　一、水的相圖
　　二、硫的相圖
　　三、超臨界流體萃取技術(shù)
　3.4 理想的二組分液態(tài)混合物的氣－液相圖
　　一、p－x圖（蒸氣壓－組成圖）
　　二、T－X圖（沸點(diǎn)－組成圖）
　　三、杠桿規(guī)則
　　四、蒸餾和精餾
　3.5 完全互溶非理想二組分液態(tài)混合物的氣－液相圖
　　一、正偏差（或負(fù)偏差）都不大的系統(tǒng)
　　二、正偏差（或負(fù)偏差）很大的系統(tǒng)
　3.6 部分互溶雙液系統(tǒng)的液－液相圖
　3.7 完全不互溶的雙液系統(tǒng)
　3.8 二組分系統(tǒng)的固－液相圖
　　一、具有簡(jiǎn)單低共熔混合物的相圖
　　二、具有穩(wěn)定化合物的相圖
　……
第四章 電化學(xué)
第五章 化學(xué)動(dòng)力學(xué)
第六章 表面現(xiàn)象
第七章 膠體分散系統(tǒng)
附錄

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：插圖：高爐廢氣中含有大量的一氧化碳，人們?cè)e(cuò)誤地認(rèn)為是一氧化碳與礦石之間的接觸時(shí)間過(guò)短所致，因而投入巨大資金加高爐身以延長(zhǎng)一氧化碳與礦石的接觸時(shí)間，但是事與愿違，高爐廢氣中一氧化碳依然存在。后來(lái)通過(guò)化學(xué)熱力學(xué)的計(jì)算，表明上述反應(yīng)為可逆反應(yīng)，根本不能進(jìn)行到底，廢氣中含一氧化碳是不可避免的。任何企圖把熱力學(xué)上不可能的事情變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的努力都是徒勞的，注定要失敗的。又如在19世紀(jì)末，人們?cè)噲D用石墨制造金剛石，但無(wú)數(shù)次的試驗(yàn)均失敗了。后經(jīng)熱力學(xué)的計(jì)算指出：只有壓力超過(guò)大氣壓的15000倍時(shí)，這種轉(zhuǎn)變才有可能。人造金剛石的制造成功充分顯示了熱力學(xué)預(yù)見性的巨大威力。化學(xué)熱力學(xué)在新型藥物及其新劑型的研制中具有重要作用：藥物合成的可能性及最高產(chǎn)率的確定、藥物制劑的穩(wěn)定性和科學(xué)的保管方法等，都需要化學(xué)熱力學(xué)的基本理論和方法。生命過(guò)程是自然界無(wú)數(shù)物理過(guò)程和化學(xué)過(guò)程長(zhǎng)期演變進(jìn)化的結(jié)果，機(jī)體中物質(zhì)的變化和能量的代謝也一樣服從熱力學(xué)基本定律。例如衡量葡萄糖對(duì)機(jī)體的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值時(shí)，通常以它的發(fā)熱量作為衡量的標(biāo)準(zhǔn)之一，葡萄糖的發(fā)熱量是以它在機(jī)體外完全燃燒后所放出的熱量作為依據(jù)的，這是因?yàn)槲镔|(zhì)在機(jī)體內(nèi)的氧化過(guò)程與在機(jī)體內(nèi)的燃燒過(guò)程本質(zhì)上是完全相同的。又如與代謝產(chǎn)熱直接相關(guān)的基礎(chǔ)代謝率是一項(xiàng)重要的生理指標(biāo)。彭尼斯（Pennes）根據(jù)熱力學(xué)第一定律建立了一個(gè)人體組織傳熱方程，在測(cè)定組織與血液的密度、比熱容、溫度、熱導(dǎo)率等物理量的基礎(chǔ)止求算出了代謝率。

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