曹小華——基礎(chǔ)化學(xué)課件第01章緒論

1、普通化學(xué)普通化學(xué) General Chemistry授課教師授課教師：曹小華：曹小華 副教授副教授/ /博士博士化環(huán)學(xué)院普通化學(xué)教研室（心遠(yuǎn)樓化環(huán)學(xué)院普通化學(xué)教研室（心遠(yuǎn)樓107）Tel-mail：前前 言言本科階段學(xué)習(xí)特點(diǎn)本科階段學(xué)習(xí)特點(diǎn)特點(diǎn)：特點(diǎn)：1、課程門類多，各種社團(tuán)較多、課程門類多，各種社團(tuán)較多 2、課時(shí)數(shù)少、課時(shí)數(shù)少宗旨：全面綜合素質(zhì)教育宗旨：全面綜合素質(zhì)教育要求及注意事項(xiàng)：要求及注意事項(xiàng)： 1、盡快完成學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變、盡快完成學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變 2、合理安排時(shí)間、合理安排時(shí)間 3、學(xué)會(huì)主動(dòng)學(xué)習(xí)、學(xué)會(huì)主動(dòng)學(xué)習(xí) 4、注意健全人格的培育、注意健全人格的培育本科階段

2、學(xué)習(xí)方法本科階段學(xué)習(xí)方法預(yù)習(xí)：預(yù)習(xí)：聽課與記錄：聽課與記錄： 復(fù)習(xí)與練習(xí)（參考資料的使用）：復(fù)習(xí)與練習(xí)（參考資料的使用）：實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)：自主學(xué)習(xí)、學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)、學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)ATDEATDE教學(xué)模式教學(xué)模式廣開言路，手腦并用，自由聯(lián)想廣開言路，手腦并用，自由聯(lián)想自由、安全、和諧的教學(xué)氣氛自由、安全、和諧的教學(xué)氣氛教師主導(dǎo)教師主導(dǎo)學(xué)生主體學(xué)生主體設(shè)疑激趣設(shè)疑激趣寬容接納寬容接納 圖2 ATDE教學(xué)模式的四個(gè)特征基礎(chǔ)化學(xué)課程安排與考核辦法基礎(chǔ)化學(xué)課程安排與考核辦法課時(shí)數(shù)：總課時(shí)數(shù)：總56（理論（理論40， 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)16）考核辦法：理論考核辦法：理論80%，實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)20%基礎(chǔ)化學(xué)課程參考資料基礎(chǔ)化學(xué)課

3、程參考資料基礎(chǔ)化學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo)基礎(chǔ)化學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo)( (第一版第一版) ) 張欣榮張欣榮 高等教育出版社高等教育出版社基礎(chǔ)化學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)( (第六版第六版) ) 魏祖期魏祖期 人民衛(wèi)生出版社人民衛(wèi)生出版社三、實(shí)驗(yàn)三、實(shí)驗(yàn) 二、考核；理論二、考核；理論70%，實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)20%，平時(shí)，平時(shí)10%化學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)化學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué) 英國(guó)物理學(xué)家英國(guó)物理學(xué)家Ramsay發(fā)現(xiàn)：發(fā)現(xiàn)：從空氣中得來的從空氣中得來的N2 1.257 gL-1從氮的化合物分解得來的從氮的化合物分解得來的N2 1.251 gL-1發(fā)現(xiàn)了發(fā)現(xiàn)了“Ar ”小數(shù)點(diǎn)后第三位的勝利小數(shù)點(diǎn)后第三位的勝利 第一章第一章 緒論緒論教學(xué)目的與要求：教學(xué)目

4、的與要求：了解基礎(chǔ)化學(xué)課程的地位和作用了解基礎(chǔ)化學(xué)課程的地位和作用掌握有效數(shù)字的概念；熟悉有效數(shù)字的運(yùn)算規(guī)則掌握有效數(shù)字的概念；熟悉有效數(shù)字的運(yùn)算規(guī)則掌握物質(zhì)的量濃度、質(zhì)量摩爾濃度的概念及有關(guān)計(jì)算掌握物質(zhì)的量濃度、質(zhì)量摩爾濃度的概念及有關(guān)計(jì)算教學(xué)重點(diǎn)：教學(xué)重點(diǎn)：有效數(shù)字；混合物的組成標(biāo)度有效數(shù)字；混合物的組成標(biāo)度思考題：思考題：2.0321 g、25.00 mL、2.010-3 mol , 分別包括幾位分別包括幾位有效數(shù)字有效數(shù)字？2. 生理鹽水的摩爾濃度是多少？生理鹽水的摩爾濃度是多少？第一章第一章 緒論（緒論（preface）第一節(jié)第一節(jié) 基礎(chǔ)化學(xué)課程的地位和作用基礎(chǔ)化學(xué)課程的地位和作用

5、現(xiàn)代化學(xué)與現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的密切關(guān)系現(xiàn)代化學(xué)與現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的密切關(guān)系一、化學(xué)與許多生理、病理和心理現(xiàn)象密切相關(guān)一、化學(xué)與許多生理、病理和心理現(xiàn)象密切相關(guān)5-羥色胺，它是一種能產(chǎn)生愉悅情緒的信使羥色胺，它是一種能產(chǎn)生愉悅情緒的信使 “ 社交恐怖癥社交恐怖癥”害羞心理害羞心理影響生理功能影響生理功能 緊張、出汗、心慌氣短、顫抖緊張、出汗、心慌氣短、顫抖臉紅是最容易表現(xiàn)出來的現(xiàn)象臉紅是最容易表現(xiàn)出來的現(xiàn)象 病因：人體內(nèi)病因：人體內(nèi) “ “5-羥色胺羥色胺”（又稱血清素）失調(diào)（又稱血清素）失調(diào) 負(fù)責(zé)向大腦神經(jīng)細(xì)胞傳遞信息以控制人的情緒負(fù)責(zé)向大腦神經(jīng)細(xì)胞傳遞信息以控制人的情緒將血清素含量將血清素含量穩(wěn)定在正常狀態(tài)，

6、就可以消除情緒紊亂。穩(wěn)定在正常狀態(tài)，就可以消除情緒紊亂。藥物可以治心病藥物可以治心病治療社交恐怖癥的藥物：治療社交恐怖癥的藥物：社交恐怖癥社交恐怖癥苯乙肼類苯乙肼類抗焦慮藥（安定類）抗焦慮藥（安定類）心得安、嗎氯貝胺類心得安、嗎氯貝胺類 氯丙米嗪氯丙米嗪 、馬普替林、馬普替林 賽樂特、博樂欣賽樂特、博樂欣丁螺環(huán)酮丁螺環(huán)酮 NONO具脂溶性，可快速擴(kuò)散通過生物膜，是一具脂溶性，可快速擴(kuò)散通過生物膜，是一種新型生物信使分子。種新型生物信使分子。 擴(kuò)張心臟血管擴(kuò)張心臟血管 內(nèi)皮松弛因子內(nèi)皮松弛因子 抵抗感染抵抗感染 神經(jīng)系統(tǒng)中的遞質(zhì)分子神經(jīng)系統(tǒng)中的遞質(zhì)分子 研究成果獲研究成果獲1998年年Nobel

7、生理學(xué)與醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。生理學(xué)與醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。二、化學(xué)與疾病的預(yù)防密切相關(guān)二、化學(xué)與疾病的預(yù)防密切相關(guān) 公共場(chǎng)所消毒劑：公共場(chǎng)所消毒劑：0.2%-0.5%過氧乙酸過氧乙酸(CH3COOOH) SARS (非典型肺炎非典型肺炎) 的預(yù)防的預(yù)防Severe Acute Respiratory Syndrome, 嚴(yán)重急性呼吸綜合癥嚴(yán)重急性呼吸綜合癥 提高人體免疫力：重組人干擾素提高人體免疫力：重組人干擾素 -2b “ “廣譜廣譜”免疫調(diào)節(jié)劑：硒免疫調(diào)節(jié)劑：硒( (Se) )調(diào)節(jié)機(jī)體的免疫功能；抗氧化功能；預(yù)防調(diào)節(jié)機(jī)體的免疫功能；抗氧化功能；預(yù)防SARS病毒病毒突變功能。突變功能。 接種預(yù)防疫苗接種預(yù)防疫苗百白破

8、、麻疹、卡介苗、百白破、麻疹、卡介苗、乙肝、脊髓灰質(zhì)炎乙肝、脊髓灰質(zhì)炎 三、化學(xué)與疾病的診斷密切相關(guān)三、化學(xué)與疾病的診斷密切相關(guān) 熒光原位雜交術(shù)熒光原位雜交術(shù)( (FISH） 白血病診斷；治療監(jiān)測(cè)和微小殘留病變檢測(cè)。白血病診斷；治療監(jiān)測(cè)和微小殘留病變檢測(cè)。 流式細(xì)胞術(shù)流式細(xì)胞術(shù)( (FCM) ) 腫瘤、血液病的早期診斷；人體細(xì)胞免疫功能的評(píng)估；腫瘤、血液病的早期診斷；人體細(xì)胞免疫功能的評(píng)估； 血小板功能及血小板相關(guān)抗體的測(cè)定。血小板功能及血小板相關(guān)抗體的測(cè)定。 時(shí)間分辨熒光分析法時(shí)間分辨熒光分析法( (TRFIA） 用于微量、超微量物質(zhì)的測(cè)定用于微量、超微量物質(zhì)的測(cè)定 SARS病毒檢測(cè)方法病毒

9、檢測(cè)方法 酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定法酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定法(ELISA) 免疫熒光分析免疫熒光分析(IFA) 基因突變檢測(cè)方法基因突變檢測(cè)方法 定量多聚酶鏈反應(yīng)法定量多聚酶鏈反應(yīng)法( (PCR) 多聚酶鏈反應(yīng)多聚酶鏈反應(yīng)- -單鏈構(gòu)象多態(tài)性分析法單鏈構(gòu)象多態(tài)性分析法( (PCR-SSCP) 突變檢出率可達(dá)突變檢出率可達(dá)90%以上以上可以較大量的進(jìn)行電泳，有利于用溴化乙錠染色可以較大量的進(jìn)行電泳，有利于用溴化乙錠染色 檢測(cè)抗檢測(cè)抗SARS抗體抗體檢測(cè)病人血清中和細(xì)胞中的檢測(cè)病人血清中和細(xì)胞中的SARS冠狀病毒感染性的能力冠狀病毒感染性的能力 中和反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中和反應(yīng)實(shí)驗(yàn)（NT） 四、化學(xué)與疾病的治療密切相關(guān)四、

10、化學(xué)與疾病的治療密切相關(guān) 治療愛滋病的治療愛滋病的“雞尾酒療法雞尾酒療法” 高效抗逆轉(zhuǎn)錄病毒療法：高效抗逆轉(zhuǎn)錄病毒療法： 美籍華人學(xué)者何大一博士提出美籍華人學(xué)者何大一博士提出 將兩種核苷逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑和一種蛋白酶抑制劑聯(lián)合使用將兩種核苷逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑和一種蛋白酶抑制劑聯(lián)合使用 SARS的治療的治療皮質(zhì)激素；利巴韋林；皮質(zhì)激素；利巴韋林；SARS患者恢復(fù)期血清；患者恢復(fù)期血清；強(qiáng)效抗菌素；免疫調(diào)節(jié)劑強(qiáng)效抗菌素；免疫調(diào)節(jié)劑( ( -2b干擾素、胸腺肽）干擾素、胸腺肽）五、化學(xué)與中草藥成分和機(jī)理的研究密切相關(guān)五、化學(xué)與中草藥成分和機(jī)理的研究密切相關(guān) 親和選擇色譜與高效液相色譜親和選擇色譜與高效液相色

11、譜- -質(zhì)譜法質(zhì)譜法(HPLC-MS)聯(lián)用聯(lián)用 實(shí)現(xiàn)中藥有效成分的分離、純化、篩選、鑒定一體化實(shí)現(xiàn)中藥有效成分的分離、純化、篩選、鑒定一體化 功能或疾病基因組學(xué)理論功能或疾病基因組學(xué)理論 考察中藥復(fù)方對(duì)各種基因表達(dá)及調(diào)控的影響考察中藥復(fù)方對(duì)各種基因表達(dá)及調(diào)控的影響 從分子水平闡明中藥多成分、多靶點(diǎn)、多通道的作用機(jī)制從分子水平闡明中藥多成分、多靶點(diǎn)、多通道的作用機(jī)制 指紋圖譜指紋圖譜 薄層色譜法薄層色譜法( TLC） 高效液相色譜法高效液相色譜法( (HPLC) ) 氣相色譜法氣相色譜法(GC） 全面反映中藥全面反映中藥內(nèi)在質(zhì)量?jī)?nèi)在質(zhì)量 化學(xué)學(xué)科的發(fā)展對(duì)醫(yī)學(xué)研究進(jìn)展的影響化學(xué)學(xué)科的發(fā)展對(duì)醫(yī)學(xué)研究

12、進(jìn)展的影響一、納米醫(yī)學(xué)一、納米醫(yī)學(xué) 光學(xué)相干層析術(shù)光學(xué)相干層析術(shù)分辨率可達(dá)分辨率可達(dá) m m 級(jí)級(jí), , 較較CT和核磁共振的精密度高出上千倍。和核磁共振的精密度高出上千倍。 納米級(jí)微小探針技術(shù)納米級(jí)微小探針技術(shù) 可向人體內(nèi)植入傳感器，隨時(shí)將體內(nèi)的各種生物可向人體內(nèi)植入傳感器，隨時(shí)將體內(nèi)的各種生物信息反饋于體外記錄裝置。信息反饋于體外記錄裝置。 原子力顯微鏡原子力顯微鏡 在納米水平上揭示腫瘤細(xì)胞的形態(tài)特點(diǎn)在納米水平上揭示腫瘤細(xì)胞的形態(tài)特點(diǎn) 2020年將出現(xiàn)的年將出現(xiàn)的一個(gè)全新醫(yī)療領(lǐng)域一個(gè)全新醫(yī)療領(lǐng)域 基因治療方面基因治療方面 利用納米技術(shù)利用納米技術(shù), ,將用于治療的將用于治療的DNA片段送到

13、病變細(xì)片段送到病變細(xì)胞內(nèi)胞內(nèi), ,替換有病的替換有病的DNA片段。片段。 器官移植方面器官移植方面 在人工器官外面涂上納米粒子在人工器官外面涂上納米粒子, , 可預(yù)防人工器官可預(yù)防人工器官移植的排異反應(yīng)。移植的排異反應(yīng)。 實(shí)現(xiàn)藥物的定向傳輸，實(shí)現(xiàn)藥物的定向傳輸，建立新的給藥途徑。建立新的給藥途徑。納米粒子包裹的智能藥物進(jìn)入人體后納米粒子包裹的智能藥物進(jìn)入人體后, ,可主動(dòng)搜可主動(dòng)搜索并攻擊癌細(xì)胞或修補(bǔ)損傷組織。索并攻擊癌細(xì)胞或修補(bǔ)損傷組織。 納米藥物納米藥物 納米機(jī)器人的開發(fā)與治療疾病納米機(jī)器人的開發(fā)與治療疾病總之：總之：納米技術(shù)可能將在以下方面對(duì)醫(yī)學(xué)產(chǎn)生較大的影響：納米技術(shù)可能將在以下方面對(duì)

14、醫(yī)學(xué)產(chǎn)生較大的影響： 使診斷更精確 使治療更有效 成為防病新武器 日前，北京大學(xué)第三醫(yī)院王金銳教授與哈爾濱工業(yè)大學(xué)戴日前，北京大學(xué)第三醫(yī)院王金銳教授與哈爾濱工業(yè)大學(xué)戴志飛教授組成的聯(lián)合研究小組，在治療診斷聯(lián)用制劑的研志飛教授組成的聯(lián)合研究小組，在治療診斷聯(lián)用制劑的研究方面取得新進(jìn)展。究方面取得新進(jìn)展。 該課題組研制了一種新型納米金殼微膠囊，使用這種微膠囊該課題組研制了一種新型納米金殼微膠囊，使用這種微膠囊既可以對(duì)癌癥進(jìn)行超聲造影診斷，又可以在超聲成像引導(dǎo)下既可以對(duì)癌癥進(jìn)行超聲造影診斷，又可以在超聲成像引導(dǎo)下對(duì)癌癥進(jìn)行定點(diǎn)光熱治療，從而可保護(hù)正常組織免受損傷。對(duì)癌癥進(jìn)行定點(diǎn)光熱治療，從而可保護(hù)正

15、常組織免受損傷。因此，在對(duì)癌癥患者實(shí)施定點(diǎn)治療時(shí)具有重要的應(yīng)用價(jià)值。因此，在對(duì)癌癥患者實(shí)施定點(diǎn)治療時(shí)具有重要的應(yīng)用價(jià)值。二、新藥的開發(fā)二、新藥的開發(fā) 組合化學(xué)組合化學(xué)(Combinatoral Chemistry)技術(shù)技術(shù)化學(xué)合成化學(xué)合成組合理論組合理論計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)機(jī)械手機(jī)械手化合物庫(kù)化合物庫(kù)(Compound library)篩選優(yōu)化篩選優(yōu)化目標(biāo)化合物結(jié)構(gòu)目標(biāo)化合物結(jié)構(gòu)三、人類基因組計(jì)劃三、人類基因組計(jì)劃n什么是基礎(chǔ)化學(xué)?；A(chǔ)化學(xué)溶液化學(xué)反應(yīng)的能量、速率、電化學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)化學(xué)分析酸堿、電解質(zhì)、滲透壓、膠體（生理、病理基礎(chǔ)）反應(yīng)的自發(fā)性、平衡、速率、機(jī)理，電位（生理、病理、藥理基

16、礎(chǔ)）原子、分子、配合物（有機(jī)分子、生物分子基礎(chǔ)）化學(xué)和儀器分析方法（臨床分析和實(shí)驗(yàn)技能基礎(chǔ)）化學(xué)化學(xué) 研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其變化規(guī)律研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其變化規(guī)律和變化過程中能量關(guān)系的科學(xué)。和變化過程中能量關(guān)系的科學(xué)。1.1 化學(xué)及其與生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)的聯(lián)系化學(xué)及其與生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)的聯(lián)系一、化學(xué)及其分支一、化學(xué)及其分支現(xiàn)代化學(xué)現(xiàn)代化學(xué)(19世紀(jì)末至今世紀(jì)末至今)：揭示原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和微揭示原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和微觀離子運(yùn)動(dòng)規(guī)律，揭示分子運(yùn)動(dòng)本質(zhì)。觀離子運(yùn)動(dòng)規(guī)律，揭示分子運(yùn)動(dòng)本質(zhì)。 結(jié)構(gòu)化學(xué)、量子化學(xué)、高分子化學(xué)、金屬有機(jī)化學(xué)。結(jié)構(gòu)化學(xué)、量子化學(xué)、高分子化學(xué)、金屬有機(jī)化學(xué)。古代化學(xué)古代化

17、學(xué)(17世紀(jì)以前世紀(jì)以前)：制陶、冶金、煉丹、煉金；制陶、冶金、煉丹、煉金；沒有形成理論體系。沒有形成理論體系。近代化學(xué)近代化學(xué)(17世紀(jì)中葉到世紀(jì)中葉到19世紀(jì)末世紀(jì)末)：元素、原子、元元素、原子、元素周期率。將化學(xué)確立為單獨(dú)的學(xué)科。素周期率。將化學(xué)確立為單獨(dú)的學(xué)科。 無機(jī)化學(xué)；有機(jī)化學(xué)；分析化學(xué)；物理化學(xué)。無機(jī)化學(xué)；有機(jī)化學(xué)；分析化學(xué)；物理化學(xué)。 溶液理論溶液理論 （2-4章章，生理、病理基礎(chǔ)，生理、病理基礎(chǔ) ） 物理化學(xué)基本原理物理化學(xué)基本原理 （5-8章，章，生理、病理、藥理基礎(chǔ)生理、病理、藥理基礎(chǔ)） 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系 （9-11章，章，有機(jī)、生物分子基礎(chǔ)有機(jī)、

18、生物分子基礎(chǔ)） 分析化學(xué)基礎(chǔ)分析化學(xué)基礎(chǔ) （12-13章，章，臨床分析和實(shí)驗(yàn)技能基礎(chǔ)臨床分析和實(shí)驗(yàn)技能基礎(chǔ)）基礎(chǔ)化學(xué)：基礎(chǔ)化學(xué)：1.2 SI和法定計(jì)量單位和法定計(jì)量單位 SI單位制單位制以米以米千克千克秒制為基礎(chǔ)建立的統(tǒng)一的國(guó)際單位制秒制為基礎(chǔ)建立的統(tǒng)一的國(guó)際單位制SI基本單位基本單位量的名稱量的名稱單位單位符號(hào)符號(hào)長(zhǎng)長(zhǎng) 度度米米m質(zhì)質(zhì) 量量千克千克kg時(shí)時(shí) 間間秒秒s電電 流流安安培培A熱力學(xué)溫度熱力學(xué)溫度開開爾文爾文K物質(zhì)的量物質(zhì)的量摩摩爾爾 mol發(fā)光強(qiáng)度發(fā)光強(qiáng)度坎坎德拉德拉cd SI基本單位基本單位 SI單位單位 SI單位單位 SI導(dǎo)出單位導(dǎo)出單位 SI倍數(shù)單位倍數(shù)單位國(guó)際單位制的構(gòu)成

19、國(guó)際單位制的構(gòu)成量的名稱量的名稱單位單位符號(hào)符號(hào)用用SI基本單位表示基本單位表示 力，重力力，重力牛牛頓頓N1 N = 1 kgm/s2壓力，壓強(qiáng)壓力，壓強(qiáng)帕帕斯卡斯卡Pa1 Pa = 1 N/m2能能，功，熱量，功，熱量 焦焦耳耳J1 J = 1 Nm電荷電荷量量庫(kù)庫(kù)侖侖C1 C = 1 As電動(dòng)勢(shì)，電位電動(dòng)勢(shì)，電位 伏伏特特V1 V = 1 W/A攝氏溫度攝氏溫度攝氏度攝氏度T/K = T/ + 273. 15常見常見SI導(dǎo)出單位導(dǎo)出單位量的名稱量的名稱單位單位符號(hào)符號(hào)時(shí)時(shí)間間分分時(shí)時(shí)日日minhd體體積積升升L旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)速度轉(zhuǎn)每分轉(zhuǎn)每分r/min 長(zhǎng)度長(zhǎng)度海里海里n mile 能能電子

20、伏電子伏eV 1、所有國(guó)際單位制單位、所有國(guó)際單位制單位 2、可與、可與SI單位并用的法定計(jì)量單位單位并用的法定計(jì)量單位 （GB3100-3102）我國(guó)的法定計(jì)量單位我國(guó)的法定計(jì)量單位SI: 國(guó)際單位制 GB: 國(guó)家法定計(jì)量單位部分SI詞頭（常用8個(gè)）因數(shù)詞頭名稱符號(hào)因數(shù)詞頭名稱符號(hào)1018exa 艾克薩 E10-1deci 分d1015peta 拍它P10-2centi 厘c1012tera 太拉T10-3milli 毫m109giga 吉咖G10-6micro 微106mega 兆M10-9nano 納諾n103kilo 千k10-12pico 皮可p102hecto 百h10-15fem

21、to飛姆托f10deka 十da10-18atto 阿托a第四節(jié)第四節(jié) 量綱分析量綱分析 物質(zhì)的量物質(zhì)的量: :表示組成物質(zhì)的表示組成物質(zhì)的基本單元基本單元數(shù)多少的數(shù)多少的物理量。符號(hào)物理量。符號(hào): :nB或或n(B)；單位：；單位：摩爾（摩爾（mol） 基本單元基本單元: :計(jì)量的基本研究對(duì)象。它包括實(shí)際計(jì)量的基本研究對(duì)象。它包括實(shí)際存在的粒子和非實(shí)際存在的粒子及其組合存在的粒子和非實(shí)際存在的粒子及其組合基本單元應(yīng)基本單元應(yīng)使用物質(zhì)的化學(xué)式表示而不用文字使用物質(zhì)的化學(xué)式表示而不用文字表示表示物質(zhì)的量的基本單位物質(zhì)的量的基本單位摩爾：摩爾：一系統(tǒng)的物一系統(tǒng)的物質(zhì)的量，該系統(tǒng)中所包含的基本單元數(shù)

22、與質(zhì)的量，該系統(tǒng)中所包含的基本單元數(shù)與0.012kg12C的原子數(shù)目的原子數(shù)目(6.021023)相等相等 使用摩爾時(shí)，基本單元應(yīng)予指明使用摩爾時(shí)，基本單元應(yīng)予指明不應(yīng)把物質(zhì)的量稱為不應(yīng)把物質(zhì)的量稱為摩爾數(shù)摩爾數(shù)，因?yàn)槲锢砹浚驗(yàn)槲锢砹坎豢砂岛瑔挝徊豢砂岛瑔挝焕?、某系統(tǒng)含例、某系統(tǒng)含H2SO46.021023個(gè)，則：個(gè)，則：1mol)SO(H42 n2mol)SOH21(42 n摩爾質(zhì)量摩爾質(zhì)量: 1mol某物質(zhì)的質(zhì)量。符號(hào)：某物質(zhì)的質(zhì)量。符號(hào)：M，單位：?jiǎn)挝唬篻mol-1任一物質(zhì)的摩爾質(zhì)量，以任一物質(zhì)的摩爾質(zhì)量，以gmol-1為單位，在為單位，在數(shù)值上等于其式量數(shù)值上等于其式量Mmn B物質(zhì)

23、的質(zhì)量物質(zhì)的質(zhì)量m，摩爾質(zhì)量（式量），摩爾質(zhì)量（式量）M，物質(zhì)，物質(zhì)的量的量n之間關(guān)系：之間關(guān)系：第五節(jié) 有效數(shù)字有效數(shù)字的概念有效數(shù)字的概念 有效數(shù)字(significant figure)是既能表達(dá)數(shù)值大小, 又能表明測(cè)量值準(zhǔn)確程度的數(shù)字表示方法表示方法, 它包括測(cè)得的全部準(zhǔn)確數(shù)字和一位可疑數(shù)字，可疑數(shù)字的誤差為1。 25.6? （如25.67、25.66）2526?一、有效數(shù)字（一、有效數(shù)字（Significant figure）實(shí)際能測(cè)量的具有實(shí)際能測(cè)量的具有實(shí)際意義實(shí)際意義的數(shù)字，包括所有的的數(shù)字，包括所有的準(zhǔn)確數(shù)字和一位可疑數(shù)字，可疑程度為準(zhǔn)確數(shù)字和一位可疑數(shù)字，可疑程度為1注意：

24、注意：1.“.“0”在第一個(gè)數(shù)字在第一個(gè)數(shù)字( (19) )前均為非有效數(shù)字前均為非有效數(shù)字( (定位定位），在數(shù)字中間或有小數(shù)點(diǎn)時(shí)末尾均為有效數(shù)字。），在數(shù)字中間或有小數(shù)點(diǎn)時(shí)末尾均為有效數(shù)字。 例如溶液體積20.50 mL = 0.020 50 L，后者在在數(shù)字“2”之前的“0”只起定位作用，不是有效數(shù)字。 0.020 50有四位有效數(shù)字思考：思考： （1） 24.02 （4位）（位）（2） 1.0008 （5位）（位）（3） 0.1000 （4位）位） （4） 0 .0024（2位）位） （5）10.98% （4位）（位）（6）0.05（1位）位）2. 自然數(shù)的有效數(shù)字位數(shù)不受限制。自然數(shù)

25、的有效數(shù)字位數(shù)不受限制。3. . pH、pK、lgc、lnK 等對(duì)數(shù)數(shù)值，其有效數(shù)字位數(shù)等對(duì)數(shù)數(shù)值，其有效數(shù)字位數(shù) 只取決于小數(shù)部分?jǐn)?shù)字的位數(shù)。只取決于小數(shù)部分?jǐn)?shù)字的位數(shù)。 如pH = 10.20 有兩位有效數(shù)字，與表示成 H3O+ = 6.310-11 molL-1一致。 pH=0.10 有兩位有效數(shù)字 pH=0.01 有兩位有效數(shù)字4.科學(xué)記數(shù)法科學(xué)記數(shù)法 為了準(zhǔn)確表述有效數(shù)字，需要使用科學(xué)計(jì)數(shù)法（scientific notation）。科學(xué)計(jì)數(shù)法用一位整數(shù)、若干位小數(shù)一位整數(shù)、若干位小數(shù)和10的冪次表示有效數(shù)字。如 4.2103 (兩位有效數(shù)字)， 4.20103 (三位有效數(shù)字),

26、4.200103 (四位有效數(shù)字)。 1.98 10-3 (三位有效數(shù)字), 二、有效數(shù)字的運(yùn)算規(guī)則二、有效數(shù)字的運(yùn)算規(guī)則3. .乘除運(yùn)算：乘除運(yùn)算：幾個(gè)數(shù)相乘或相除時(shí)，以相對(duì)誤差最大的數(shù)為準(zhǔn)，幾個(gè)數(shù)相乘或相除時(shí)，以相對(duì)誤差最大的數(shù)為準(zhǔn)，即即有效數(shù)字位數(shù)最少的數(shù)有效數(shù)字位數(shù)最少的數(shù)為依據(jù)。為依據(jù)。1. 修約：修約： “ “四舍六入五留雙四舍六入五留雙”2. 加減運(yùn)算：加減運(yùn)算：幾個(gè)數(shù)相加或相減時(shí)，以絕對(duì)誤差最大的數(shù)為準(zhǔn)，幾個(gè)數(shù)相加或相減時(shí)，以絕對(duì)誤差最大的數(shù)為準(zhǔn)，即即小數(shù)點(diǎn)后位數(shù)最少的數(shù)小數(shù)點(diǎn)后位數(shù)最少的數(shù)為準(zhǔn)。為準(zhǔn)。 有效數(shù)字及其運(yùn)算規(guī)則 修約 當(dāng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定值和計(jì)算值的有效位數(shù)確定之后，要對(duì)它

27、后面的多余的數(shù)字進(jìn)行取舍，這一過程稱為修約（rounding），通常按“四舍六入五留雙”規(guī)則進(jìn)行處理。 當(dāng)約去數(shù)為 4時(shí)舍棄，為 6時(shí)則進(jìn)位；當(dāng)約去數(shù)為5而后面無其它數(shù)字時(shí)無其它數(shù)字時(shí)，若保留數(shù)是偶數(shù)(包括0) 則舍去,是奇數(shù)則進(jìn)位, 使修約后的最后一位數(shù)字為偶數(shù)。將下列測(cè)量值修約為將下列測(cè)量值修約為兩位兩位有效數(shù)字有效數(shù)字（1）3.148 3.1 （2）7.3976 7.4 （3）0.736 0.74 （4）75.5 76將下列數(shù)值修約為將下列數(shù)值修約為四位四位有效數(shù)字：有效數(shù)字：（1）14.2442 14.24 （2）24.4863 24.49（3）15.0250 15.02 （4）15.

28、0150 15.02（5）15.0251 15.03（若（若5的后面還有非的后面還有非0數(shù)字，則應(yīng)進(jìn)位）數(shù)字，則應(yīng)進(jìn)位）有效數(shù)字及其運(yùn)算規(guī)則先計(jì)算后修約，只能做一次修約先計(jì)算后修約，只能做一次修約加減運(yùn)算加減運(yùn)算小數(shù)點(diǎn)后位數(shù)最少的數(shù)為準(zhǔn)。例如0.0121+ 25.64 + 1.05782 = 【26.70992 】=26.7114.7 - 0.3674 -14.064 = 【0.2686】 = 0.3 乘除運(yùn)算乘除運(yùn)算有效數(shù)字位數(shù)最少的數(shù)為準(zhǔn)。例如0.0121 25.64 1.0578=【0.328176】=0.328第三節(jié) 有效數(shù)字例：計(jì)算21.64 mL , 0.2463 mol/L A溶

29、液中溶質(zhì)物質(zhì)的量。解： 0.2463 mol/L21.64 mL = 5.340 mmol 21.64 0.2463 6492 12984 8656 4328 5.339932第四節(jié) 量綱分析（自學(xué)） 量綱分析(dimensional analysis) 化學(xué)計(jì)算的方程式往往是量的方程式，表示物理量之間的關(guān)系。 量可以定量地表示為量的數(shù)值和量的單位的乘積：A = A A 式中，A為物理量的符號(hào)，A為單位的符號(hào)，A是以單位A表示量A的數(shù)值。 量方程式計(jì)算的每一個(gè)步驟中物理量數(shù)據(jù)都應(yīng)該帶單位。這些單位在計(jì)算時(shí)或保留、或相乘、或相除、或“抵消”，稱為量綱分析。第五節(jié) 分散系統(tǒng)與混合物的組成標(biāo)度n物質(zhì)

30、的量(amount of substance) n定義 摩爾是一系統(tǒng)的物質(zhì)的量，該系統(tǒng)中所包含的基本單元(elementary entity)數(shù)與0.012kg碳12的原子數(shù)目相等。 在使用摩爾時(shí)，基本單元基本單元應(yīng)予指明，可以是原子、分子、離子、電子及其他粒子，或這些粒子的特定組合。第五節(jié) 分散系統(tǒng)與混合物的組成標(biāo)度n意義物質(zhì)的量是表示物質(zhì)數(shù)量的基本物理量。 1 mol物質(zhì)的基本單元的數(shù)目是阿伏加德羅常數(shù)(Avogadro constant)的數(shù)值：(6.022 136 70.000 003 6)1023阿伏加德羅常數(shù)：L=(6.022 136 70.000 003 6)1023mol-1，

31、單位mol-1。這個(gè)數(shù)的精確程度隨測(cè)量技術(shù)水平提高而提高。第五節(jié) 分散系統(tǒng)與混合物的組成標(biāo)度n意義摩爾的定義是絕對(duì)定義，不隨測(cè)量技術(shù)而改變。12g 12C的原子數(shù)目是阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值。只要B的基本單元數(shù)目與 0.012kg 12C的原子數(shù)目一樣多，就是1mol。1mol C第五節(jié) 分散系統(tǒng)與混合物的組成標(biāo)度n物質(zhì)的量nmol 的用法mol是物質(zhì)數(shù)量的計(jì)量單位，說1mol物質(zhì)B (6.022 136 70.000 003 6)1023個(gè)基本單元 ，類似于說1打雞蛋（12只）、1羅鉛筆（144支）。1打雞蛋1羅鉛筆第五節(jié) 分散系統(tǒng)與混合物的組成標(biāo)度n物質(zhì)的量nmol 的用法“物質(zhì)的量”是整體名

32、詞整體名詞，不能拆開。使用mol時(shí)必須同時(shí)指明基本單元。物質(zhì)的量的符號(hào)是nB，指物質(zhì)B的物質(zhì)的量；對(duì)于具體物質(zhì)，應(yīng)將基本單元表示在括號(hào)內(nèi)，如n (Na2CO3)=0.5mol基本單元應(yīng)該用粒子符號(hào)、物質(zhì)的化學(xué)式或它們的特定組合表示。如H、H2、H2O、1/2H2O、1/2SO42-、(2H2+O2)等。 第五節(jié) 分散系統(tǒng)與混合物的組成標(biāo)度?問題：1mol 物質(zhì)有多少1mol水能一口喝下，宇宙中的星球約 1/10 mol，算算直徑 1cm 的小球排滿我國(guó) 9.6106 km2 陸地會(huì)有多厚？BBdefBnmM 第五節(jié) 分散系統(tǒng)與混合物的組成標(biāo)度n摩爾質(zhì)量(molar mass)和物質(zhì)的量的計(jì)算物

33、質(zhì)B的摩爾質(zhì)量MB定義為B的質(zhì)量mB除以B的物質(zhì)的量nB，即：?jiǎn)挝?kgmol-1。以 gmol-1為單位，原子MB的數(shù)值等于其 Ar，分子MB的數(shù)值等于其 Mr。mol0050. 0 mol106gg53. 0)CONa()CONa()CONa(1 -323232Mmn第五節(jié) 分散系統(tǒng)與混合物的組成標(biāo)度例0.53g Na2CO3的物質(zhì)的量是多少？l運(yùn)用摩爾質(zhì)量的定義式 可以方便地計(jì)算MB 、 mB 和nB。解 VncBdefBmol0050. 0 mol106gg53. 0)CONa()CONa()CONa(1 -323232Mmn第五節(jié) 分散系統(tǒng)與混合物的組成標(biāo)度n物質(zhì)的量濃度物質(zhì)的量濃度

34、n定義溶液的物質(zhì)的量濃度(amount-of-substance concentration)定義為溶質(zhì)B的物質(zhì)的量nB除以溶液的體積V，即： 單位 molL-1，濃度很小時(shí)可用mmolL-1。 cB可簡(jiǎn)稱為濃度(concentration) 。VmBdefB第五節(jié) 分散系統(tǒng)與混合物的組成標(biāo)度n物質(zhì)的量濃度ncB的用法使用 cB 時(shí)必須指明基本單元。對(duì)于具體物質(zhì)，應(yīng)將基本單元表示在括號(hào)內(nèi)，如c (1/2Ca2+)=4 mmolL-1 未知相對(duì)分子質(zhì)量的物質(zhì)B可用質(zhì)量濃度質(zhì)量濃度B(mass concentration)表示，單位為kgL-1，定義是11 -Lmmol142 1mol1000mm

35、ol1L1000mL1000mg1g100mL1molg 0 . 23mg326)(Nac第五節(jié) 分散系統(tǒng)與混合物的組成標(biāo)度例正常人血漿中每100mL含Na+ 326mg、HCO3- 164.7mg、Ca2+ 10mg，它們的物質(zhì)的量濃度(單位mmolL-1)各為多少？ 解 11 -Lmmol0 .27 1mol1000mmol1L1000mL1000mg1g100mL1molg0 .6164.7mg1)(HCO3c11 -2Lmmol5 . 2 1mol1000mmol1L1000mL1000mg1g100mL1molg400mg1)(Cac1 -1 -142Lmol181kg1000gmolg89100L1.84kg69)SOH(c第五節(jié) 分散系統(tǒng)與混合物的組成標(biāo)度例市售濃硫酸密度為1.84kgL-1，H2S