《基础化学》内容简介:基础化学是医学类各专业的一门重要基础课。为了提高教学质量,培养高素质的医学人才和加强21世纪教材建设,根据河南大学“十一五”教材规划和基础化学课程教学大纲的要求,结合教学计划的安排及教学实践,我们编写了这本具有思想性、科学性、先进性、启发性和适用性的基础化学教材。
基础化学是医学类各专业的一门重要基础课。为了提高教学质量,培养高素质的医学人才和加强21世纪教材建设,根据河南大学“十一五”教材规划和基础化学课程教学大纲的要求,结合教学计划的安排及教学实践,我们编写了这本具有思想性、科学性、先进性、启发性和适用性的基础化学教材。
本教材编写的主导思想是:面向未来,面向世界,面向医学现代化。在编写过程中,主要体现以下几点:
1.体现课程教学的基本要求,满足培养目标的需要;
2.适当精简和更新教学内容,力求创新和适用:
3.注意与中学化学的衔接,有利于教学;
4.加强与后续医学基础课程的联系和渗透,突出在临床上的应用;
5.发挥学习要点和习题在复习、巩固所学知识及开发学生智力方面的作用;
6.采用法定计量单位,遵守国家标准(GB3100~3202-93),选用国际通用数据,规范名词术语。
本教材共14章内容,参加编写工作的有姚素梅(绪论,第三、七、八、十一章)、郭秀玲(第一、二、四、五、十三章)、李宾杰(第九、十章)、王勇(第二、六、十三章和附录)、胡国强(第七、八、十二章)、赵伟(第十四章,部分习题参考答案,中英文索引)。
本教材是河南大学“十一五”规划教材,河南大学第六批教改项目资助教材,适合医学类各专业本科生使用。
由于编者水平有限,书中难免还有不妥之处,敬请读者批评指正。
绪论
第一节 化学的发展和研究内容
第二节 化学与医学的关系
第三节 基础化学课程在医学教育中的地位和任务
一、基础化学的地位和任务
二、基础化学的学习方法
第四节 我国的法定计量单位
第一章 稀溶液的依数性
第一节 溶液的浓度
一、质量浓度
二、物质的量浓度
三、质量摩尔浓度
四、摩尔分数
五、质量分数
六、体积分数
第二节 溶液的蒸气压下降
一、蒸气压
二、溶液的蒸气压下降
第三节 溶液的沸点升高
一、液体的沸点
二、溶液的沸点升高
第四节 溶液的凝固点降低
一、纯液体的凝固点
二、溶液的凝固点降低
第五节 溶液的渗透压
一、渗透现象和渗透压
二、溶液的渗透压与浓度、温度的关系
三、电解质稀溶液的依数性
四、渗透压在医学上的意义
学习要点
习题
第二章 化学热力学基础
第一节 基本概念
一、体系与环境
二、状态和状态函数
三、热和功
第二节 热力学第一定律和化学反应的热效应
一、热力学第一定律
二、化学反应的热效应
第三节 熵和吉布斯自由能
一、白发过程
二、熵
三、吉布斯自由能
学习要点
习题
第三章 化学反应速率和化学平衡
第一节 单相体系和多相体系
第二节 化学反应速率和反应机理、化学反应速率的表示方法
二、反应机理
第三节 化学反应速率理论简介
一、碰撞理论
二、过渡态理论
第四节 影响反应速率的因素
一、浓度对反应速率的影响
二、温度对反应速率的影响
三、催化剂对反应速率的影响
第五节 化学平衡
一、可逆反应和化学平衡
二、平衡常数
第六节 化学平衡的移动
一、浓度对化学平衡的影响
二、压力对化学平衡的影响
三、温度对化学平衡的影响
四、LeChatelier原理
学习要点
习题
第四章 电解质溶液
第一节 强电解质溶液
一、强电解质溶液理论
二、活度和活度系数
第二节 酸碱理论
一、酸碱质子理论
二、酸碱电子理论
第三节 弱电解质溶液
一、弱电解质的电离平衡
二、一元弱酸(碱)溶液
三、多元弱酸(碱)溶液
四、两性物质溶液
学习要点
习题
第五章 缓冲溶液
第一节 缓冲溶液的组成和缓冲机理
一、缓冲作用
二、缓冲溶液的组成
三、缓冲机理
第二节 缓冲溶液pH的计算
第三节 缓冲容量和缓冲范围
一、缓冲容量
二、缓冲范围
第四节 缓冲溶液的选择和配制
一、缓冲溶液的配制方法
二、标准缓冲溶液
第五节 血液中的缓冲系
学习要点
习题
第六章 酸碱滴定
第一节 滴定分析法概述
一、滴定分析法的概念及常用术语
二、滴定分析法的一般过程和类型
三、滴定分析法对化学反应的要求和滴定方式
四、一级标准物质和标准溶液
五、滴定分析的计算
第二节 酸碱指示剂
一、酸碱指示剂的变色原理
二、指示剂的变色范围和变色点
第三节 滴定曲线和指示剂的选择
一、强酸与强碱的滴定
二、强碱(酸)滴定一元弱酸(碱)
第四节 酸碱标准溶液的配制和标定I
一、酸标准溶液
二、碱标准溶液
第五节 酸碱滴定法的应用
一、食醋中总酸度的测定
二、血浆中总氮含量的测定
第六节 分析结果的误差和有效数字
一、误差产生的原因和分类
二、误差的表示方法
三、提高分析结果准确度的方法
四、有效数字及运算规则
学习要点
习题
第七章 难溶电解质的沉淀溶解平衡
第一节 溶度积原理
一、溶度积
二、溶度积和溶解度
三、溶度积规则
第二节 沉淀溶解平衡的移动
一、沉淀的生成
二、同离子效应和盐效应
三、分步沉淀
四、沉淀的溶解
五、沉淀的转化
学习要点
习题
第八章 氧化还原与电极电势
第一节 氧化还原反应的基本概念
一、氧化还原反应的实质
二、氧化数
三、氧化还原反应方程式的配平
第二节 原电池
一、原电池
二、常用电极类型
第三节 电极电势
一、电极电势的产生
二、标准电极电势
三、电池电动势与Gibbs自由能
第四节 影响电极电势的因素
一、Nemst方程式
二、溶液酸度对电极电势的影响
三、加入沉淀剂对电极电势的影响
四、加入配位剂对电极电势的影响
第五节 电极电势和电池电动势的应用
一、判断原电池的正负极并计算电动势
二、判断氧化还原反应进行的方向
三、判断氧化还原反应进行的程度
第六节 电势法测定溶液的pH
一、电势法测定pH的基本原理
二、饱和甘汞电极和玻璃电极
三、测定溶液pH的方法
第七节 氧化还原滴定法
一、滴定反应的条件和指示剂
二、碘量法
三、高锰酸钾法
学习要点
习题
插图:
医学是探求人类生命过程的科学,无论是医学理论的研究还是医疗技术的创新,无不需要大量的化学知识和原理,也就是说化学与医学结下了不解之缘。
利用药物治疗疾病是化学对医学和人类文明的一大贡献。在17世纪以前人们就发现某些矿物质具有治疗疾病的作用。17世纪后半叶到19世纪末,化学与医学有了更紧密的结合,有些医药学家本身就是化学家,而化学家则把为医治疾病制造药物作为自己的职责。1800年,英国化学家戴维(H_Davy)发现了麻醉剂一氧化氮,随后又发现了乙醚具有更好的麻醉作用,并用于外科手术和牙科手术。我国明代的李时珍(1518-1593)所著的《本草纲目》记载的无机药物就有266种,被西方称为“东方医药学巨典”。实际上,它不仅是一本药学巨典,而且也是一个化学宝库。在书中不仅对药物的化学性质作了详尽描述,而且蒸馏、蒸发、升华、重结晶、灼烧等化学操作技术也有详细记载。
生物药学是人类文明的宝贵遗产,并对社会的发展起着积极的推动作用,对生物药学的研究也始终是化学起着决定性的作用。早在1859年就从古柯叶中分离出具有局部麻醉作用的古柯碱,为了避免其毒性大的缺点,于1904.年经结构改造发展了普鲁卡因、利多卡因等优良的局部麻醉药。1909年德国化学家合成了治疗梅毒的特效药物胂凡纳明。20世纪30年代以来,化学家先后研制出了抗菌素、抗病毒药物及抗肿瘤药物数千种。在医药学上,靶向抗癌药物的合成及作用机理的研究,也为人们摆脱疾病困扰并彻底治愈癌症提供了新的思路。
人们发现,生物体归根到底是一个化学体系,与大自然具有共同的化学元素组成。生命体不只是单纯的有机体,现已发现在人体中存在着81种化学元素,其中一些化学元素对生命过程有着极其重要的作用。例如,血红素中的铁影响着氧的传输和消耗;叶绿素中的镁影响着太阳能的吸收和转化;光合体系中的锰、铁影响着能量的转换;一些离子在细胞间电讯号的传递(神经系统中的钾、钙)、肌肉收缩(钙)、酶催化作用(维生素B12中的钴)诸多方面起着重要作用。
科学发展到今天,使化学同医药学的联系更加紧密。生物学、生理学、病理学、药理学等医药学科已从组织细胞水平提高到分子、原子或量子水平。实验证明,思维和遗忘分别是蛋白质及核酸的合成和分解。尤其是近几十年来,化学在生命科学、生物高分子化学方面取得了突飞猛进的发展,形成了一门新的学科——分子生物学。这一新的学科对医学、生物学及其相关学科产生了重大影响,使21世纪初完成了具有划时代意义的人类基因组计划,测出了人体细胞核中遗传性DNA的化学序列。这一成就将为揭示人类遗传性疾病的奥秘发挥极其重要作用。人们已经认识到,现代医学的进步离不开现代化学,美国医学教授、诺贝尔奖获得者肯伯格(A. Komberg)指出,要“把生命理解为化学”!