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基礎化學 版權信息
- ISBN：9787030688774
- 條形碼：9787030688774 ; 978-7-03-068877-4
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
基礎化學 本書特色
適讀人群 ：可作為高等醫藥院校及其他高等院校的基礎化學課程教材和教學參考書，各相關專業師生及科技工作者、化學愛好者隨著科學的發展，知識也在不斷更新，本教材在介紹經典理論和知識的基礎上，注重引入理論和知識新進展，并深入淺出地介紹相關理論和知識的實際應用及發展展望。
基礎化學 內容簡介
本書為科學出版社“十三五”普通高等教育本科規劃教材。全書共14章，包括緒論、稀溶液的依數性、電解質溶液、難溶強電解質的沉淀溶解平衡、緩沖溶液、膠體、化學熱力學基礎和化學平衡、化學反應速率、氧化還原反應與原電池、原子結構和元素周期律、共價鍵與分子間力、配位化合物、滴定分析、現代儀器分析基礎。 本書在介紹基礎化學知識的基礎上，還包含部分化學分析與現代儀器分析基礎知識，并適當介紹學科新發展和應用。 本書可作為高等醫藥院校及其他高等院校的基礎化學課程教材和教學參考書，也可作為各相關專業師生及科技工作者、化學愛好者的參考用書。
基礎化學 目錄
目錄
**章 緒論 1
**節 化學與醫學 1
第二節 分析結果的誤差和計算規則 3
第三節 溶液組成的量度 9
第二章 稀溶液的依數性 13
**節 溶液的蒸氣壓下降 13
第二節 溶液的沸點升高和凝固點降低 15
第三節 溶液的滲透壓 18
第三章 電解質溶液 25
**節 強電解質溶液理論 25
第二節 酸堿理論 28
第三節 弱酸和弱堿溶液的解離平衡 32
第四節 酸堿溶液pH 的計算 37
第四章 難溶強電解質的沉淀溶解平衡 45
**節 沉淀溶解平衡和溶度積常數 45
第二節 沉淀溶解平衡的移動 47
第三節 沉淀溶解平衡與礦化醫學 51
第五章 緩沖溶液 54
**節 緩沖溶液的組成及其作用原理 54
第二節 緩沖溶液pH 的計算 55
第三節 緩沖容量和緩沖范圍 57
第四節 緩沖溶液的配制 59
第五節 緩沖溶液在醫學上的意義 61
第六章 膠體 63
**節 分散系 63
第二節 溶膠 65
第三節 高分子溶液 72
第四節 表面活性劑和乳狀液 79
第七章 化學熱力學基礎和化學平衡 82
**節 熱力學系統與狀態函數 82
第二節 能量守恒和化學反應熱 85
第三節 熵和吉布斯自由能 94
第四節 化學反應的限度與化學平衡 101
第八章 化學反應速率 114
**節 化學反應速率及基本概念 114
第二節 化學反應速率理論簡介 115
第三節 濃度對化學反應速率的影響 118
第四節 溫度對化學反應速率的影響 123
第五節 催化劑對化學反應速率的影響 125
第九章 氧化還原反應與原電池 130
**節 氧化還原反應 130
第二節 原電池與電極電位 132
第三節 能斯特方程及影響電極電位的因素 138
第四節 電極電位及電池電動勢的應用 143
第五節 電位分析法測定溶液的pH 148
第六節 生物傳感器 151
第十章 原子結構和元素周期律 154
**節 原子的組成及微觀粒子的運動特性 154
第二節 核外電子運動狀態的描述 157
第三節 多電子原子的能級及電子組態 161
第四節 元素周期表與元素性質的周期性 164
第五節 元素與自然界和人 168
第十一章 共價鍵與分子間力 172
**節 現代價鍵理論 172
第二節 價層電子對互斥理論 180
第三節 分子軌道理論簡介 183
第四節 分子間作用力 188
第十二章 配位化合物 195
**節 配合物的基本概念 195
第二節 配合物的化學鍵理論 198
第三節 配位平衡 206
第四節 螯合物 210
第十三章 滴定分析 214
**節 滴定分析原理 214
第二節 酸堿滴定法 216
第三節 氧化還原滴定法 224
第四節 配位滴定法 226
第五節 沉淀滴定法 229
第十四章 現代儀器分析基礎 233
**節 紫外 - 可見分光光度法 233
第二節 原子吸收光譜法 241
第三節 分子熒光分析法 243
第四節 色譜法 246
第五節 其他儀器分析法 253
主要參考文獻 258
**章 緒論 1
**節 化學與醫學 1
第二節 分析結果的誤差和計算規則 3
第三節 溶液組成的量度 9
第二章 稀溶液的依數性 13
**節 溶液的蒸氣壓下降 13
第二節 溶液的沸點升高和凝固點降低 15
第三節 溶液的滲透壓 18
第三章 電解質溶液 25
**節 強電解質溶液理論 25
第二節 酸堿理論 28
第三節 弱酸和弱堿溶液的解離平衡 32
第四節 酸堿溶液pH 的計算 37
第四章 難溶強電解質的沉淀溶解平衡 45
**節 沉淀溶解平衡和溶度積常數 45
第二節 沉淀溶解平衡的移動 47
第三節 沉淀溶解平衡與礦化醫學 51
第五章 緩沖溶液 54
**節 緩沖溶液的組成及其作用原理 54
第二節 緩沖溶液pH 的計算 55
第三節 緩沖容量和緩沖范圍 57
第四節 緩沖溶液的配制 59
第五節 緩沖溶液在醫學上的意義 61
第六章 膠體 63
**節 分散系 63
第二節 溶膠 65
第三節 高分子溶液 72
第四節 表面活性劑和乳狀液 79
第七章 化學熱力學基礎和化學平衡 82
**節 熱力學系統與狀態函數 82
第二節 能量守恒和化學反應熱 85
第三節 熵和吉布斯自由能 94
第四節 化學反應的限度與化學平衡 101
第八章 化學反應速率 114
**節 化學反應速率及基本概念 114
第二節 化學反應速率理論簡介 115
第三節 濃度對化學反應速率的影響 118
第四節 溫度對化學反應速率的影響 123
第五節 催化劑對化學反應速率的影響 125
第九章 氧化還原反應與原電池 130
**節 氧化還原反應 130
第二節 原電池與電極電位 132
第三節 能斯特方程及影響電極電位的因素 138
第四節 電極電位及電池電動勢的應用 143
第五節 電位分析法測定溶液的pH 148
第六節 生物傳感器 151
第十章 原子結構和元素周期律 154
**節 原子的組成及微觀粒子的運動特性 154
第二節 核外電子運動狀態的描述 157
第三節 多電子原子的能級及電子組態 161
第四節 元素周期表與元素性質的周期性 164
第五節 元素與自然界和人 168
第十一章 共價鍵與分子間力 172
**節 現代價鍵理論 172
第二節 價層電子對互斥理論 180
第三節 分子軌道理論簡介 183
第四節 分子間作用力 188
第十二章 配位化合物 195
**節 配合物的基本概念 195
第二節 配合物的化學鍵理論 198
第三節 配位平衡 206
第四節 螯合物 210
第十三章 滴定分析 214
**節 滴定分析原理 214
第二節 酸堿滴定法 216
第三節 氧化還原滴定法 224
第四節 配位滴定法 226
第五節 沉淀滴定法 229
第十四章 現代儀器分析基礎 233
**節 紫外 - 可見分光光度法 233
第二節 原子吸收光譜法 241
第三節 分子熒光分析法 243
第四節 色譜法 246
第五節 其他儀器分析法 253
主要參考文獻 258
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基礎化學 節選
**章緒論 化學（ chemistry）是在微觀層面研究物質的組成、結構、性質及其變化規律的科學。化學既是實用的科學，又是創造性的科學。化學家們不僅在研究和了解自然界，同時也在創造自然界以前不存在的新物質，并探索完成化學變化的更好途徑。 化學與諸多領域緊密相連，也關系到我們日常生活的方方面面。在醫學的發展過程中，化學起到了不可替代的重要作用，在生命科學快速發展的今天，醫學和生命科學工作者越來越認識到化學的重要性。因此，在現代高等醫學教育中，化學一直是現代醫學及相關專業的重要基礎課程。 **節化學與醫學 化學作為一門學科發展到今天，已經有幾百年的時間。傳統的化學主要有研究無機物為主的無機化學、研究有機化合物的有機化學、研究物質組成和結構的分析化學和研究化學變化基本規律的物理化學。隨著科學的發展，化學也發展衍生出高分子化學、生物化學、環境化學、地質化學、農業化學、藥物化學等許多新的分支。 20世紀以來，人類的預期壽命和健康水平有了大幅度提高，這些巨大進步被認為主要歸功于藥物化學工作者和醫學工作者的貢獻，其中*重要的影響當數抗生素等各種新型醫用化合物的應用。 一、現代醫學早期化學藥劑的發現與應用 早在 19世紀初期，就已經有戰爭創傷的處理、腎臟摘除、尿路結石去除等外科手術的報道。但當時的手術沒有麻醉劑，患者的痛苦難以想象，疼痛經常成為手術中不可逾越的障礙，好多必要的手術難以進行。 經過醫學和化學工作者多年探索，麻醉劑終于在外科手術中得以應用。 1846年 10月，美國牙醫威廉 湯姆斯 格林 莫頓（ William T. G. Morton）用乙醚給一位患者實施麻醉，然后由一位資深的外科醫生成功完成了頸部去瘤手術。此次公開的手術得到了廣泛報道和關注，由此開創了外科手術中普及使用麻醉劑的先河。 隨后麻醉藥品不斷推陳出新，從氣體到液體，從全身麻醉到局部麻醉。麻醉劑的使用，對人類健康具有深刻影響和意義，在近代醫學史上是里程碑式的事件。 直到 19世紀中葉，外科手術還沒有消毒滅菌的概念，因術后感染嚴重，導致手術死亡率高達 40%～ 60%。1865年，英國外科醫生約瑟夫 李斯特（ Joseph Lister），受到法國微生物學家、化學家路易 巴斯德（ Louis Pasteur）有關微生物研究結果的啟發，意識到手術傷口的感染是由細菌造成的。李斯特開始嘗試用石炭酸（苯酚）對手術器械進行消毒，并用石炭酸溶液浸濕的紗布包扎傷口，要求醫生和護士在手術前要洗手，大大降低了手術患者的死亡率。經過實踐和總結，李斯特于 1867年在著名醫學期刊《柳葉刀》（The Lancet）上正式公布了自己創造的外科消毒法。消毒劑在手術中的應用和外科消毒法的發明，是李斯特對人類的巨大貢獻，挽救了無數人的生命，李斯特也因此被譽為“外科消毒之父”。 二、抗生素的發現和應用 （一）*早的抗生素—磺胺 19世紀后期，尋找具有藥用價值化學品的探索者們開始用不同的染料對細菌染色以辨別不同的細菌，各種不同的染色法在細菌學家和組織學家中間得到迅速發展。基于不同染料對某些細菌或某種組織的選擇性，有研究者認為，使用恰當的染料來治療疾病應該是可能的。到 20世紀初，使用合適的染料及其衍生物治療錐蟲病和梅毒都取得了顯著療效并得到臨床應用。 1932年，研究染料在醫學方面的應用已經多年的德國內科醫生、生物化學家格哈德 多馬克（Gerhard Domagk）經過多次實驗，發現一種商品名稱為“百浪多息”的橘紅色染料對治療老鼠的鏈球菌感染非常有效。后來，格哈德 多馬克用這種染料挽救了受鏈球菌感染而生命垂危的小女兒的生命，這也是磺胺類藥物*初的臨床應用。到 1935年，磺胺藥物已用于挽救更多類似細菌感染的人們的生命。在此基礎上，化學家們又制備了更多類型的磺胺類藥物，由此開創了抗菌素領域。 1939年，格哈德 多馬克由于磺胺藥物的研究和發現榮獲諾貝爾生理學或醫學獎。 （二）現代醫學史上重要的里程碑—青霉素 1928年，英國微生物學家、生物化學家亞歷山大 弗萊明（ Alexander Fleming）發現一種藍色霉菌分泌出一種物質能殺死細菌，弗萊明把這種抗菌物質命名為青霉素（ Penicillin）。1929年，弗萊明公開發表了青霉素的相關研究論文，但論文發表后沒有得到科學界的重視。由于當時的科研團隊沒有化學家的參與，青霉素的提取、純化等工作難以進行，后續的研究工作沒有取得進展，青霉素也沒有得到應用。直到 1938年，在英國牛津大學工作的德國化學家恩斯特 錢恩（ Ernst Chain）注意到弗萊明當年的論文，與病理學家霍華德 弗洛里（ Howard Florey）、生物化學家諾曼 希特利（ Norman Heatley）在牛津大學對青霉素進行分離提純，并對青霉素進行更深入研究。 1940年，牛津團隊發表科研論文，公布了青霉素重新研究的新成果并引起科學界和媒體的重視。 1941年，青霉素在美國開始進行產業化研究， 1942年美國和英國制藥企業開始青霉素的工業化生產。當時正值第二次世界大戰期間，青霉素的應用，無論是在戰場還是后方，拯救了無數生命。 青霉素被認為是現代醫學史上*有價值的貢獻，是人類醫學史上重要的里程碑。 1945年，弗萊明、錢恩和弗洛里由于青霉素對人類的巨大貢獻，共同獲得了諾貝爾生理學或醫學獎。 青霉素的成功，開啟了抗生素的黃金時代，隨后又有多種抗生素被發現并應用到臨床。磺胺類、青霉素和后續多種抗生素的應用，使人類開始可以治愈細菌感染的疾病。曾有人口學家統計，從 1938年*早的抗生素磺胺投入臨床使用開始，到 1956年，美國兒童疾病的死亡率下降了 90%以上，人口平均壽命增加了 10年以上。 在我們回顧現代醫學對人類的這些卓越貢獻時，可以看到其中化學家的作用不可替代，在藥物的提取純化、結構與性質研究，乃至對藥物結構的修飾及藥物的合成和工業化生產等方面，都做出了無可替代的貢獻。 三、現代醫學與現代化學 2003年，人類基因組計劃完成，隨著后續的功能基因組、結構基因組等計劃的實施，生命科學正在發生快速且深刻的變革。現代醫學更多地涉及分子、基因和細胞等微觀層面，化學作為基礎知識不可或缺。 現代科學的快速發展對疾病產生的機制研究、疾病診斷、治療方法、藥物的研發等方面都產生了深遠影響。從分子、基因、細胞等微觀層面了解疾病產生的原因，進而找到治療疾病的“鑰匙”，已經是醫學研究和臨床實踐的現在進行時。 藥物化學是化學的一個重要分支，新藥的發現和應用研究仍然是現代醫學的重要部分。后基因組時代的藥物研發已經發生深刻的變革，開始了從基因到藥物的新模式，即通過基因研究，從細胞和分子層次弄清疾病發生與防治的機制，然后有的放矢地篩選藥物。在此過程中不僅需要醫藥學，還需要化學、生物技術、計算機科學及其他多種學科交叉融合才能完成。 醫用高分子材料化學是與現代醫學關系密切并發展迅速的領域。醫用高分子材料包括植入性材料、非植入性材料、藥物載體材料等。其中植入性材料如人工血管、瓣膜、臟器、晶體、牙科和骨科材料等；非植入性醫用材料如注射器、輸液材料等；藥物載體材料是用于藥物控制釋放的高分子材料。醫用高分子材料對提高人們健康水平發揮著越來越重要的作用，并且應用前景廣闊，是目前的重要和熱點領域。 現代醫學的臨床診斷和治療離不開醫學實驗室臨床檢驗的支持，現代醫學實驗室的檢測方法、儀器設備和檢測試劑也在不斷更新，新技術不斷得以應用。相關領域的研究者們一直在致力于使臨床檢驗方法更加準確、快速、靈敏、簡便。不論是臨床檢驗相關研究還是新技術的發明和應用，都需要包括化學在內的基礎知識扎實的現代醫學檢驗人才。 四、基礎化學課程的主要內容和作用 本課程介紹了有關溶液的基礎知識，這部分內容是化學課程的基礎，也是后續醫學課程的基礎知識。課程還介紹了化學熱力學和化學動力學基礎知識，化學熱力學主要討論反應進行的可能性和反應的能量問題，是討論后續生物復雜反應進行的理論基礎。化學動力學主要討論反應機制和速率問題，是藥物代謝和反應機制等方面的基礎知識。課程中間部分介紹了原子結構、分子結構和化學鍵的基礎知識，從微觀層面介紹物質的構成和基本性質，也是后續從微觀層面學習和研究現代醫藥學的知識基礎。課程還介紹了電化學和分析化學的基礎知識以及現代儀器分析的基礎，這部分內容是現代醫藥學研究以及有關現代醫學檢驗和醫學實驗室工作的基礎理論與實驗基礎。 希望通過本課程的學習，使學生學習掌握化學的部分基礎知識，同時為醫藥及相關專業的學生學習后續更多的醫學基礎和專業課程以及為以后進行更深入的醫學研究打下堅實的基礎。 第二節分析結果的誤差和計算規則 化學是一門實踐性很強的學科，在這門課程的理論和實驗課學習過程中會涉及一些計算和實驗操作，規范合理的計算和處理實驗數據是需要掌握的入門和基礎內容。本節主要介紹測量結果的誤差和數據處理的運算規則。 一、誤差產生的原因和分類 在實際工作和實驗中經常需要測定組分含量，試樣中各種組分的含量有真實值，由于多種因素影響，即使使用標準的分析方法，規范地操作，測量結果與真實值仍然難以完全一致。分析結果與真實值之差稱為誤差（ error）。誤差客觀存在，難以避免，但了解誤差產生的原因及特點，掌握其規律，可以盡量減小誤差，使分析結果更準確。 根據誤差的性質和特點不同，通常將誤差分為兩類：系統誤差（ systematic error）和隨機誤差（random error）。 系統誤差，也稱可測誤差，由確定原因引起的重復出現的誤差。 1.系統誤差的特點系統誤差通常具有以下特點：確定性 —引起誤差的原因通常是確定的；重現性 —平行測定時會重復出現；單向性 —誤差的方向一定，即誤差的正或負是固定的；可測性—誤差的大小基本不變，通常可以測定其大小，因而通常可以校正。 2.系統誤差產生的原因按照誤差產生的原因，可將系統誤差分為以下幾種：方法誤差、儀器誤差、試劑誤差和操作誤差。方法誤差是由分析方法本身原因造成的。如重量分析中沉淀的少量溶解損失；滴定分析中化學計量點與滴定終點不重合引起的誤差等。儀器誤差是由儀器本身不準確或精度不夠造成的。如分析天平砝碼本身的誤差；容量分析中容量器皿的刻度不準確等。 試劑誤差是由試劑純度方面的原因及實驗用水中的雜質引起。 操作誤差是由操作者個人原因造成的。如分析人員由于讀數習慣等原因，在估計測量值時習慣性偏高或偏低；辨別指示劑顏色變化時偏深或偏淺等。在實驗中加錯試劑、看錯砝碼、讀錯刻度等過失操作，不屬于操作誤差范疇。 （二）隨機誤差 隨機誤差，也稱偶然誤差，是由某些難以控制的原因或不確定的原因造成的。如實驗操作時濕度、溫度、壓力、電磁場等環境條件微小變化引起測量數據的波動，以及實驗中估讀數據的微小差別等。 隨機誤差的特點：造成誤差的原因不定或難以控制，誤差的大小、方向不定，因此無法測量和校正。 隨機誤差雖然不能測量和校正，但服從統計規律，大誤差出現機會少，小誤差出現機會多，絕對值相近的正負誤差出現的機會大致相同。因此，可以通過多次測量，用統計學處理的方法減小隨機誤差，提高分析結果的可靠性。 二、分析結果的評價 分析結果的好壞，主要從兩個方面來衡量，即準確度（ accuracy）和精密度（ precision）。 （一）準確度與誤差 準確度，是指測量值與真實值的符合程度。準確度的高低用誤差大小來衡量。誤差又分絕對誤差（ absolute error）和相對誤差（ relative error）。 絕對誤差
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