目錄
目錄
第一章 緒論 1
第一節 化學 1
第二節 化學與醫學的關係 4
第三節 化學測量 7
第四節 有效數字與科學記數法 12
第二章 原子、元素和分子 16
第一節 原子 16
第二節 元素 25
第三節 分子 30
第三章 物質 42
第一節 物質的組成與分類 42
第二節 物質的結構 44
第三節 物質的狀態 47
第四節 物質的性質 51
第四章 溶液 54
第一節 溶液的基本概念 54
第二節 溶液的滲透壓 60
第三節 作為溶劑的水 63
第四節 酸與堿 64
第五節 體液中的電解質 73
第六節 膠體溶液 76
第五章 反應 82
第一節 反應的基本概念 82
第二節 化學和物理變化 83
第三節 化學方程式和計算 93
第四節 反應速率 95
第六章 氧化還原反應與電極電勢 101
第一節 氧化還原反應的基本概念 101
第二節 原電池 104
第三節 電極電勢 105
第四節 電極電勢的應用 111
第五節 電勢法測定溶液的pH 113
第七章 配位化合物 118
第八章 核化學和核醫學 128
第一節 核化學 128
第二節 核醫學 135
第九章 飽和烴 138
第一節 烷烴 138
第二節 環烷烴 143
第十章 不飽和烴 148
第一節 烯烴 148
第二節 炔烴 153
第三節 芳烴 155
第十一章 鹵代烴 161
第十二章 醇、酚、醚、硫醇和硫醚 175
第一節 醇 175
第二節 酚 179
第三節 醚 181
第四節 硫醇和硫醚 184
第十三章 醛、酮和醌 189
第一節 醛和酮 189
第二節 醌 194
第十四章 羧酸與取代羧酸 198
第一節 羧酸 198
第二節 取代羧酸 202
第十五章 對映異構 210
第十六章 有機含氮化合物 217
第一節 胺 217
第二節 醯胺 223
第三節 含氮雜環化合物 226
第四節 生物鹼 233
第十七章 脂類 240
第一節 油脂 240
第二節 類脂 245
第十八章 糖類252
第一節 單糖 253
第二節 二糖 264
第三節 多糖 268
第四節 糖代謝 272
第十九章 氨基酸、多肽和蛋白質 280
第一節 氨基酸 280
第二節 多肽 285
第三節 蛋白質 288
第四節 酶 294
第二十章 核酸 299
第二十一章 分光光度法 310
第一節 分光光度法概述 310
第二節 光吸收的基本定律 311
第三節 分光光度計 313
第四節 分光光度法分析條件的選擇 315
第五節 常用定量分析方法簡介 317
第二十二章 高效液相色譜法簡介 321
第一節 高效液相色譜法概述 322
第二節 高效液相色譜法基本理論 326
第三節 高效液相色譜法的固定相和流動相 328
第四節 高效液相色譜儀329
第五節 高效液相色譜法的定性和定量分析方法 332
第六節 高效液相色譜法的應用334
醫用化學實驗 338
第一節 醫用化學實驗規則 338
第二節 醫用化學實驗的基本操作與要求 339
第三節 醫用化學實驗部分 345
實驗一 醫用化學實驗室安全知識和基本儀器操作 345
實驗二 弱酸電離常數和電離度的測定 350
實驗三 氯化鈉的提取純化及鑒定 352
實驗四 水的硬度測定 354
實驗五 有機化合物物理常數的測定 355
實驗六 紙色譜法分離鑒定氨基酸 358
實驗七 茶葉中咖啡鹼的提取及鑒定 361
實驗八 蛋黃中卵磷脂的提取及組成鑒定 362
實驗九 阿司匹林的製備 364
實驗十 有機化合物的鑒別實驗 365
實驗十一 食用醋中醋酸質量濃度的測定 367
實驗十二 分光光度法測定鐵的含量 369
實驗十三 紫外分光光度法測定苯酚的含量 370
實驗十四 HPLC法測定咖啡因的含量 371
主要參考文獻 373
附錄 374
附錄一 化學試劑規格表 374
附錄二 常用化學危險品分類表 374
附錄三 水的蒸汽壓力錶(0 ~100℃) 375
附錄四 常用酸、堿溶液的相對密度、含量和濃度表 375
附錄五 常用弱酸和弱鹼的電離常數表 376
附錄六 常用的標準緩衝溶液表377
附錄七 H2PO–4和HPO42–組成的緩衝溶液表(298 15K) 378
附錄八 “Tris”和”Tris HCl”組成的緩衝溶液表 378
附錄九 常用的指示劑表378
附錄十 常用難溶化合物的溶度積表380
附錄十一 常用電極的標準電極電勢表(298 15K) 381
附錄十二 常用基準物質的乾燥條件和應用表 382
附錄十三 常用有機溶劑的沸點和密度表 383
附錄十四 常見毒性危險性化學藥品表 383
附錄十五 常見具有致癌性的化學物質表 386
附錄十六 常用中英文及其縮寫對照表 389
精彩書摘
第一章 緒論(introduction)
〔學習目標)
1 掌握:醫用化學研究的對象;化學單位;有效數字與科學記數法。
2 熟悉:化學與醫學的關係;基礎化學;有機化學。
3 瞭解:化學的發展概況。
第一節 化學
一、基本概念
化學(chemistry)是在分子和原子層次上以實驗為基礎研究物體的組成結構、性質與變化規律的一門自然科學。物體是指某一有限質量在某一有限空間內的瞬時分佈。物體經歷的改變總是伴隨有增加能量或者減小能量。能量總是通過做功完成一些改變。化學研究涉及物體、能量及二者之間的關係,為此,物體與能量是化學研究的核心。
化學是人類用以認識和改造物質世界的主要方法和手段之一。它的成就是社會文明的重要標誌。現代化學主要涉及無機化學、有機化學、物理化學、分析化學、高分子化學等二級學科。化學作為材料科學、納米科技、生物化學等學科的核心和基礎,被許多人稱為”中心科學”。
醫用化學(medical chemistry)主要涉及無機化學、有機化學和分析化學的基本內容和檢測方法。
無機化學(inorganic chemistry)是研究無機物的化學,是化學*古老的分支學科。其主要包括元素週期律、原子結構、化學鍵、分子結構、配位化合物與配位平衡、溶液、膠體溶液、酸堿平衡、沉澱溶解平衡、氧化還原反應等。
有機化學(organic chemistry)是研究碳氫化合物及其衍生物的化學。有機物主要包括烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴、鹵代烴、醇、酚、醚、醛、酮、羧酸、羧酸衍生物、胺類、硝基化合物、腈類、含硫有機化合物、含磷有機化合物、雜環化合物、糖類、脂類、氨基酸、蛋白質和核酸等,這些有機物廣泛存在于自然,許多與生命及其機能密切相關。
分析化學(analytical chemistry)是研究物質的組成、含量、結構和形態等化學信息的分析方法及理論的一門科學,是化學的一個重要分支。
二、化學的發展概況
從古至今,人類利用火燒煮食物、燒制陶器、冶煉青銅器和鐵器,釀酒制醋等都是化學技術的應用。為此,人類與化學結下了不解之緣。正是因為這些化學技術的具體應用,極大地促進了當時社會生產力的發展,並且成為人類進步的標誌。化學的發展大致可劃分為五個時期:
1 化學的萌芽時期從遠古到公元前1500年期間,即遠古的工藝化學時期,化學知識尚未形成,人類主要是在實踐經驗的直接啟發下經過不斷摸索而創造了制陶、冶金、釀酒和染色等化學技術及其工藝。
2 化學的丹藥時期從公元前1500年到公元1650年期間,煉丹術士為了求得長生不老的仙丹,煉金術士為了求得榮華富貴的黃金,他們在皇宮、教堂、家裡甚至於深山老林的煙薰火燎中,開始了*早的化學實驗。此時期在中國、阿拉伯、埃及以及希臘等國家有不少關於煉丹術的記載和總結書籍 積累了許多物質間的化學變化 為化學的進一步發展準備了豐富的素材。隨著時間的推移,化學方法轉而在醫藥和冶金方面得到了正當發揮。在歐洲文藝復興時期,出版的一些有關化學書籍 ,第一次有了”化學”這個名詞。英語的chemistiy起源於alchemy(煉金術)。chemist至今還保留著兩個相關的含義:化學家和藥劑師。這些都可以說是化學脫胎於煉金術和製藥業的文化遺跡。
3 化學的燃素時期(或稱近代化學的孕育時期)從1650年到1775年時期,隨著冶金工業和實驗室經驗的積累 ,人們積極總結感性知識和經驗 ,提出了燃素學說(the phlogiston theory),並認為可燃物能夠燃燒是因為它含有燃素 可燃的燃素是一種氣態物質 當可燃物放出燃素後與空氣結合,從而發光發熱,這就是火,如油脂、蠟和木炭等都是極富燃素的物質;而石頭、木灰和黃金等都不含燃素 所以不能燃燒。物質發生化學變化 可歸結為物質釋放燃素或吸收燃素的過程。例如,煆燒鋅和鉛,燃素從中逸出,便生成白色的鋅灰和紅色的鉛灰;而將鋅灰和鉛灰與木炭一起焙燒時 從木炭中吸收燃素 金屬又重生出來。金屬溶於酸是燃素被酸奪去的過程。酒精是水和燃素的結合物,酒精燃燒後,便只剩下水。為此,這一時期又稱為燃素化學時期。
在這個時期,化學家為了解釋各種現象,做了大量的實驗,進行化學變化的理論研究,使化學成為自然科學的一個分支。此階段的起始是以英國近代化學奠基人羅伯特 波義耳(Robert Boyle)指明化學的元素科學概念為標誌。在元素的科學概念建立後,通過對燃燒現象的精密實驗研究,建立了科學的氧化理論和質量守恆定律,隨後又建立了定比定律、倍比定律和化合量定律;同時隨著歐洲工業生產蓬勃興起,推動了醫藥化學和冶金化學的創立和發展,使煉金術轉向生活和實際應用,繼而更加注意物質化學變化本身的研究,為化學進一步科學的發展奠定了基礎。
4 近代化學時期從1775年到1900年時期,法國著名化學家安托萬 洛朗 德拉瓦錫(法語:Antoine-LaurentdeLavoisier)在1775年前後用定量化學實驗闡述了燃燒的氧化學說 ,開創了定量化學時期,使化學沿著科學的軌道發展。19世紀初,英國化學家約翰 道爾頓(JohnDalton)提出近代原子學說,突出地強調了各種元素原子的質量為其*基本特徵,使當時的化學知識和理論得到了合理的解釋。接著意大利化學家阿莫迪歐 阿伏伽德羅(AmeldeoArogadro)提出分子概念。自從用原子和分子論來研究化學,化學才真正被確立為一門科學。
這一時期,建立了不少化學基本定律。俄國化學家德米特裡 伊萬諾維奇 門捷列夫(俄語:只Дми′трийИва′новичМенделе′ев)發現元素週期律 ,進一步通過對礦物的分析 ,發現了許多新元素,加上對原子分子學說的實驗驗證,第一的化學分析方法也有了自己的體系。不僅初步形成了無機化學的體系,而且與原子分子學說一起成為化學的理論體系。
隨著原子價概念、苯六環結構和碳價鍵四面體等學說的創立、草酸和尿素的合成、酒石酸拆分成旋光異構體以及分子不對稱性等等的發現,有機化學結構理論的建立,使人們對分子本質的認識更加深入,並奠定了有機化學的基礎。1806年,瑞典化學家瓊斯 雅可比 貝采裡烏斯(Jons Jakob Berzelius)*次提出”有機化學”,這一詞與當時的”無機化學”是相對的,德國化學家尤斯圖斯 馮 李比希(Justus von Liebig)和德國化學家弗裡德裡希 維勒(Friedrich Wohler)發展了有機結構理論,隨後於1828年在實驗室中*次成功將無機物氰酸銨轉化為哺乳動物蛋白質代謝的有機產物尿素,這是對當時占統治地位的”生命力論”發起的第一次衝擊,動搖了”生命力論”的根基。這些都使化學成為一門系統的科學,也為現代化學的發展奠定了基礎。
5 現代化學時期從20世紀初至今,化學發展的趨勢可以歸納為:由宏觀向微觀、由定性向定量、由穩定態向亞穩定態發展;由實踐經驗逐漸上升到理論,再用於指導設計和