医用化学-第1章-绪论

2012级临床医学、临床影像专业参考教材：基础化学（第7版）2010级临床医学《医用化学》教学计划(48学时)周次理论课(32学时)实验课(16学时)授课内容学时数实验内容学时数5第1章绪论26第2章稀溶液的依数性27第2章稀溶液的依数性28第3章电解质溶液2缓冲溶液49第3章电解质溶液2电解质溶液410第3章电解质溶液2氧化还原反应411第4章缓冲溶液2胶体和吸附412第4章缓冲溶液213第8章氧化还原反应与电极电势214第8章氧化还原反应与电极电势215第8章氧化还原反应与电极电势216第5章胶体217第5章胶体218第11章配位化合物219第11章配位化合物2第一章绪论Introduction内容提要1.基础化学课程的地位和作用2.我国的法定计量单位3.有效数字4.量纲分析5.溶液的组成标度①物质的量②物质的量浓度③摩尔分数和质量摩尔浓度④摩尔分数⑤质量摩尔浓度教学基本要求•掌握物质的量、物质的量浓度、摩尔分数和质量摩尔浓度的定义、表示方法及计算。•熟悉SI单位制和我国法定计量单位。•了解基础化学课程的地位和作用。第一节基础化学课程的地位和作用一．化学：在原子-分子层次上研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的科学。实物：有静止质量，化学研究之物质场：无静止质量，化学不研究第一节基础化学课程的地位和作用•物质的例子实物(substance)：星球汽车分子场(field)：无线电波（电磁场）光子第一节基础化学课程的地位和作用二．化学的分类第一节基础化学课程的地位和作用三．化学是一门中心学科。第一节基础化学课程的地位和作用四．化学和医学、药学的关系。OCCCCHOCH2HOHHHOHHH脱氧核糖deoxyriboseOCCCCHOCHHOHHOHH碱基POOOOOCCCCHOCHHOHHOHH碱基POOOONNNHNNHHNNHOOHHNNNHNONNNHNOHHHHH腺嘌呤胸腺嘧啶胞核嘧啶鸟嘌呤adenineguaninecytosinethymine第一节基础化学课程的地位和作用五．什么是基础化学。基础化学溶液化学反应的能量、速率、电化学物质结构化学分析酸碱、电解质、渗透压、胶体（生理、病理基础）反应的自发性、平衡、速率、机理，电位（生理、病理、药理基础）原子、分子、配合物（有机分子、生物分子基础）化学和仪器分析方法（临床分析和实验技能基础）第一节基础化学课程的地位和作用六．怎样学好基础化学。基础化学第二节我国的法定计量单位一．国际单位制•1960年第11届国际计量大会（CGPM）以六个基本单位为基础命名“国际单位制”（leSystèmeInternationald’Unités，缩写为SI），1971年第14届CGPM增加第7个基本单位摩尔。第二节我国的法定计量单位一．国际单位制1.组成SI基本单位SI单位SI单位SI导出单位SI倍数单位第二节我国的法定计量单位一．国际单位制2.SI基本单位量的名称单位符号长度米m质量千克kg时间秒s电流安[培]A热力学温度开[尔文]K物质的量摩[尔]mol发光强度坎[德拉]cd第二节我国的法定计量单位一．国际单位制3.SI的倍率（常用8个词头）因数词头名称符号因数词头名称符号1018exa艾[克萨]E10-1deci分d1015peta拍[它]P10-2centi厘c1012tera太[拉]T10-3milli毫m109giga吉[咖]G10-6micro微μ106mega兆M10-9nano纳[诺]n103kilo千k10-12pico皮[可]p102hecto百h10-15femto飞[姆托]f10deka十da10-18atto阿[托]a一．国际单位制•SI长度单位—米（meter）“米”定义为真空中1/299792458秒时间光行距离。氢原子的半径是53×10-12m(53pm)第二节我国的法定计量单位第二节我国的法定计量单位一．国际单位制•SI质量单位—千克（kilogram）国际标准千克用铂-铱合金制造，保存在位于法国的国际标准局。千克原器第二节我国的法定计量单位一．国际单位制•SI时间单位—秒（second）1秒的定义：气态铯原子吸收微波辐射9192631770次振荡的时间。铯原子钟第二节我国的法定计量单位一．国际单位制•SI热力学温度单位—开[尔文]（kelvin）常压下水的冰点是0℃，热力学温度和摄氏温度的关系是：T/K=T/℃+273.15温度计第二节我国的法定计量单位一．国际单位制4.部分SI导出单位量的名称单位符号用SI基本单位表示力，重力牛[顿]N1N=1kg·m/s2压力，压强帕[斯卡]Pa1Pa=1N/m2能，功，热量焦[耳]J1J=1N·m电荷[量]库[仑]C1C=1A·s电动势，电位伏[特]V1V=1W/A摄氏温度摄氏度℃T/K=T/℃+273.15第二节我国的法定计量单位二．我国的法定计量单位•一切属于国际单位制的单位都是我国的法定计量单位。可与SI单位并用的法定计量单位量的名称单位符号时间分时日minhd体积升l、L能电子伏eV第三节有效数字一．有效数字的概念•例如：肉价每斤15.06174元，买1.62451斤，共计24.4679472474元。•又如：汇率1美元=6.36152人民币元。•有效数字(significantfigure)：既能表达数值大小,又能表明测量值准确程度的数字。•它包括测得的全部准确数字和最后一位可疑数字，可疑数字的误差为±1。•一般来说，从左第一位非零数起的数字皆为有效数字，前位皆准确，末位有误差。第三节有效数字一．有效数字的概念•在有效数字的表示中，用0～9十个数字。但“前导零”是作分率定位符，非有效数字。例如：溶液体积20.50mL=0.02050L，0.0在在数字“2”前起分率定位作用，非有效数字。则0.02050为四位有效数字，该数的准确范围为0.02050±0.00001，即0.02049~0.02051。第三节有效数字一．有效数字的概念•为了准确表述有效数字，需要使用科学计数法（scientificnotation）。•科学计数法用一位整数、若干位小数和10的幂次表示有效数字。•如4000，既可能为准确数，也可能是概数。则4.0×103（两位有效数字）4.00×103（三位有效数字）4.000×103（四位有效数字）第三节有效数字一．有效数字的概念•表示倍率、分率的数，凡定义给定的值、国际协议的值等，不带有误差者，称为准确值（exactnumber），不受有效数字位数限制。例如以½Na2CO3为基本单元，摩尔质量M（½Na2CO3）=(106.0÷2)g·mol-1，此处2是自然数。一般计算时，也不考虑相对原子质量等常数的有效数字位数。第三节有效数字一．有效数字的概念•对数值的有效数字。pH、pK及lgc等,其有效数字的位数,仅取决于小数部分的位数。因为整数部分是表示与其对应真数中10的方次。•如pH=10.20有两位有效数字，与表示成[H3O+]=6.3×10-11mol·L-1一致。第三节有效数字二．有效数字及其运算规则1.修约（rounding）当实验测定值和计算值的有效位数确定之后，对其后多余的数字进行取舍的过程。根据国家标准GB8170-87，常规修约按“四舍六入五留双”规则进行处理。（其实是：小5弃，大5收，等5收成偶）即：当约去数为4时舍弃，为6时则进位；当约去数为5而后面无其它数字时，若保留数是偶数(包括0)则舍去,是奇数则进位,使修约后的最后一位数字为偶数。第三节有效数字二．有效数字及其运算规则2.加减运算•加减运算所得结果的有效数字位数以参加运算各数字中精度最低，即小数点后位数最少的数为准。•例如0.5362+0.25，和为0.79。观察加减计算时的误差传递：•0.5362±0.250.7862第三节有效数字二．有效数字及其运算规则3.乘除运算•乘除运算所得结果的有效数字位数，以参加运算各数字中相对误差最大,即有效数字位数最少的数为准。例如0.0121×25.64,积为0.310。•0.0121的误差：0.0001/0.0121=0.00826（小）•25.64的误差：0.01/25.64=0.00039（大）第三节有效数字例：计算21.64mL,0.2463mol/LA溶液中溶质物质的量。观察乘除计算时的误差传递。解：0.2463mol/L×21.64mL=5.340mmol21.640.2463×0.2463×21.6464929852129841377886562463+4328+49865.3399325.33993221.640.246×0.246×21.641298498486561476+4328246+4925.323445.32344第四节量纲分析•什么是量纲？•将一个物理导出量用若干个基本量的幂之积表示出来的表达式，称为该物理量的量纲乘积式或量纲式，简称量纲。•规定七个基本物理量，在量纲中分别用七个字母表示它们的量纲，他们是：长度（L），质量（M），时间（T），电流（I），温度（Θ），物质的量（N），发光强度（J）。•量纲的表示方法•任意一个物理量，都可以写出下列量纲式：[A]=LαMβTγΘδIεNζJη•右边表达式称为物理量的量纲。其中，αβγδεζη称为量纲指数。一般情况下，七个量纲不一定会全部出现。量纲指数为1的可以省略指数，指数为0的可以省略对应量纲；当所有量纲指数皆为0时（称为无量纲），要将量纲记为“1”。第四节量纲分析•量纲分析(dimensionalanalysis)–化学计算的方程式往往是量的方程式，表示物理量之间的关系。–量可以定量地表示为量的数值和量的单位的乘积：A={A}·[A]式中，A为物理量的符号，[A]为单位的符号，{A}是以单位[A]表示量A的数值。–量方程式计算的每一个步骤中物理量数据都应该带单位。这些单位在计算时或保留、或相乘、或相除、或“抵消”，称为量纲分析。第四节量纲分析•换算因子(conversionfactor)–量纲分析关键：运用换算因子。换算因子是分子和分母表示具有不同单位的同一物理量的分数形式。–例如液体体积的换算，1L=1000mL，所以换算因子是：–另外，相关联的不同物理量之间的相互换算，也可作换算因子处理。例如，由密度相关联，溶液的质量和体积可以相互换算。L11000mL10001和mLL第五节分散系统与混合物的组成标度一．物质的量(amountofsubstance)1.含义（直义：物质数量）(1)物质的量，是指该物质中所包含的基本单元的数量。用符号n代表之。(2)基本单元，是指原子、分子、离子、电子及其他粒子，或这些粒子的特定组合。可由人为划分，须具体指出。(3)物质的量之主单位：mol（原义：一大堆），有时也用mmol、umol(4)1mol的数目等于0.012kg碳12的原子数，具体是：阿佛加德罗常数6.023*1023个(5)摩尔质量M：1mol某基本单元的质量。其数值恰为其式量。单位是：g/mol第五节分散系统与混合物的组成标度一．物质的量2、具体指某物之物质的量，必须指明基本单元。基本单元应该用粒子符号、物质的化学式或它们的特定组合表示。如H、H2、H2O、1/2H2O、1/2SO42-、（2H2+O2）等。物质的量的符号是nB，指物质B的物质的量；对于具体物质，应将基本单元表示在括号内，如n(Na2CO3)=0.5mol第五节分散系统与混合物的组成标度例0.53gNa2CO3的物质的量是多少？运用摩尔质量的定义式可以方便地计算MB、mB和nB。解mol0050.0mol106gg53.0)CONa()CONa()CONa(1-323232MmnBBdefBnmM第五节分散系统与混合物的组成标度二、溶液浓度的两大类型(一)以一定量溶液中含溶质多少表示1、百分比浓度（旧名称）标准新名称(1)质量比质量百分浓度%(W/W)→质量分数ww＝溶质质量/溶液质量适合于准确标示溶液的浓度。(2)质量比体积百分浓度%(W/V)→质量浓度ρ(g/L)ρ＝溶质质量/溶液体