专英第1-—11单元课文翻译.doc

1. 化学和化学家 没有化学,我们的生活将会变得不可想象，因为化学在我们的身边无处不在。想一想，假若没有化学,我们的生活将会变成什么样儿-没有塑料，没有电力，没有用于保护我们房屋的油漆。没有合成纤维来为我们提供衣物，没有化肥帮助我们生产充足的食物。我们也将无法旅行，因为我们将没有供汽车、轮船和飞机使用的金属、橡胶和燃料。没有电话、收音机、电视机或计算机，我们的生活将会发生极大的变化，而所有这些物品全都依靠化学为其制造零部件。人类的寿命也将大大缩短，因为将没有用于战胜疾病的药物。 化学处于科学探索的前沿，你也能为这一飞速发展的、为我们所享用的技术作出自己的贡献。以一些近来的学术研究为例，计算机成像技术使我们能预言小分子是否能与大分子反应或相匹配，这可能会导致一种全新的药物制造技术，以控制疾病；化学家们也正在研究利用化学物质来获取太阳能和对海水进行纯化；他们也正在研究用新的陶瓷材料来替代易腐蚀金属的可能性。 生物技术正帮助我们开发新的食物资源，开发制造燃料的新方法以及生产抵抗疾病的新药物。随着用计算机来帮助我们预言和解释来自试管的结果，这些结果的速度、精度和质量都正迅速地增加，而所有这一切都有利于产品的开发。化学家的工作就是为我们提供新材料以把我们带入下一个世纪，选择这一门学科，你就能为社会作出你积极的贡献。 下面是一些让你选择化学作为职业的好理由。 首先，如果你对化学科学感兴趣，那么你就可以想象你为发展这一新技术担负起了一些责任。新点子和新材料正不断被用于新技术中，以改善我们的社会。你可以在一个对我们生活标准非常重要的研究和革新领域工作，这样，你就能够看到你的工作成果被实际应用于日常生活中。 其次，无论是在公共服务性行业，如水处理厂；还是在高水平的工业研究和开发部门，化学都提供了很多的就业良机。以化学为基础的技能和经验，不仅在许多不同的化工领域是有用的，而且也是在更普通的商界就业的基础。作为一种资格，化学被一致认为是一种可靠的就业基础。 你应该记住，随着我们生存的社会在技术上变得越来越先进，对合格化学家的需求也将不断增加。虽然化学作为一门学科有其自己的研究内容，但它也是连接物理和生物的纽带。因此，通过进入化学世界，你将能武装起你自己，在未来复杂多变的社会中发挥你的领导性作用。 无论是从事科学方面的还是非科学方面的工作，化学都为你提供了一个极好的训练。为了能在化学上取得成功，你需要具备能有逻辑地思考问题的能力，同时还要有创造能力、计算和分析的能力。这些技能是人们在人生的旅途上梦寐以求的，它们将会帮助你在计算机、金融及在其它能直接使用化学知识的领域中找到工作。 下面将对一些化学家的工作领域作一个简短的概述。 许多化学家受雇于一些能创造财富的制造业，这不仅包括石油、化工和矿业公司，而且还包括陶瓷、电子和纤维行业。而其他一些化学家则在一些以消费者为基础的行业如食品、造纸和酿酒业工作；或者是在诸如交通、卫生和水处理等服务性行业中工作。 在制造业和服务性行业中，化学家可以在研究和开发部门从事改进和开发新产品的工作，他们也可以在质量控制部门工作，在那里，他们的任务是确保公众能获得始终如一的高标准的产品。 在公共部门工作的化学家处理一些公众所关心的事务，如食品保鲜、污染控制、防御和核能。国家卫生、教育、政府的研究和咨询机构也同样需要化学家。 今天，化学家也在金融、法律、政治、零售、计算机和采购等各行各业中工作。化学家可以成为好的经理，他们也可以用其专业知识来从事顾问或技术性撰稿人等职业。他们还可以成为农业科学家、环保学家、医生、地理学家、气象学家、药物学家、兽医，以有化学文凭为基本条件的工作清单是无穷无尽的。因此，即使你还不能确定你最终想从事什么职业，你仍然可以学习化学，你仍然有许多的选择余地。 化学毕业生能做些什么工作呢？ 社会对化学家的需求很高，在过去十年来对化学毕业生的需求一直在不断增长，并且这种趋势可能还将继续下去。化学毕业生正不断被制药、石油、化学、工程、纺织和金属等公司所招聘。而且就业的范围也扩展到了食品工业、核燃料、玻璃和陶瓷、光学和照像工业、医院和汽车工业等。很多毕业生开始时是从事科学研究、开发和设计等工作，但几年之后，他们中的约一半的人改行进入了销售、质量控制、管理或顾问等行业。商界已公认，由于在化学课程中得到了全面的训练，化学专业毕业生们的适应性及分析能力都特别强，这使得他们倍受各行各业雇主的青睐。对优秀的化学毕业生来说，改行进入金融界特别是会计工作、零售商店、计算机软件行业的机会一直在不断地增加。2. 无机化合物的命名法 元素的命名 元素这一术语是指由单一种类的原子所组成的纯物质。现在已经知道有107种元素。对大多数元素而言，其元素符号是其英文名字的简单缩写形式，由一或二个字母组成，例如：氧 = O 氮 = N 镁 = Mg 对一些很早就被发现的元素，它们的元素符号源于它们的拉丁名。例如： 铁 = Fe（ferrum）, 铜 = Cu (cuprum)， 铅 = Pb (Plumbum) 还有少数元素的符号是由它们的某种化合物的拉丁名而得名，而这些元素本身则是近代才被发现的。例如: 钠 = Na (natrium= 碳酸钠) 钾 = K (kalium = 碳酸钾) 一些常见的元素见表1。表 1 一些常见元素的命名 符号 名称 符号 名称 符号 名称 Ag 银 Co 钴 Ni 镍 Al 铝 Cr 铬 O 氧 As 砷 Cu 铜 P 磷 Au 金 F 氟 Pb 铅 B 硼 Fe 铁 Pd 钯 Ba 钡 H 氢 Pt 铂 Bi 铋 Hg 汞 S 硫 Br 溴 I 碘 Se 硒 C 碳 K 钾 Si 硅 Ca 钙 Mg 镁 Sn 锡 Cd 镉 Mn 锰 Ti 钛 Ce 铈 N 氮 U 铀 Cl 氯 Na 钠 Zn 锌 金属氧化物、碱和盐的命名 一个化合物是由比例适当、电荷平衡的正负离子所组成的，化合物的名称则是根据其所含离子的名称来命名的。例如，NaCl是氯化钠；Al(OH)3是氢氧化铝；FeBr2是二溴化铁（II）或溴化亚铁，Ca(OAc)2是醋酸钙；Cr2(SO4)3是硫酸铬（III）或硫酸高铬。表给出了一些金属化合物命名的例子。所需负离子的名称可从表获得。 表2 一些常见的阴离子名称符号名称符号 硝酸根NO3- 亚硝酸根NO2- 碳酸根CO32- 亚硫酸根SO32- 硫酸根SO42- 亚磷酸根PO33- 磷酸根PO43- 亚砷酸根AsO33-硫酸氢根HSO4- 亚硫酸氢根HSO3-碳酸氢根HCO3- 次氯酸根 ClO- 砷酸根AsO43- 氰根 CN- 碘酸根 IO3- 碘离子 I- 氯酸根 ClO3- 氟离子 F- 铬酸根 CrO4- 氯离子 Cl- 重铬酸根 Cr2O72- 溴离子 Br- 高氯酸根 ClO4- 硫离子 S2- 高锰酸根MnO4- 氧离子 O2- 醋酸根 OAc- 负氢离子 H- 草酸根 C2O42- 氢氧根 OH- 表3 一些金属氧化物、碱和盐的命名 分子式 名 称 FeO 氧化铁（II） 氧化亚铁 Fe2O3 氧化铁（III） 氧化高铁 Sn(OH)2 氢氧化锡（II） 氢氧化亚锡 Sn(OH)4 氢氧化锡（IV） 氢氧化高锡 Hg2SO4 硫酸汞（I） 硫酸亚汞 HgSO4 硫酸汞（II） 硫酸高汞 NaClO 次氯酸钠 K2Cr2O7 重铬酸钾 Cu3(AsO4)2 砷酸铜（II） 砷酸高铜 Cr(OAc)3 醋酸铬（III） 醋酸高铬 负离子，即阴离子既可以是单原子的，也可以是多原子的。所有单原子阴离子的名字都是以-ide结尾的。两个以-ide结尾的多原子负离子是氢氧根OH-和氰根CN-。 许多多原子阴离子含有氧和另一种元素。在这些含氧阴离子中，氧原子的数目用后缀-ite 和 ate来表示，意为较少的和较多的氧原子。当需要表达同一元素的两种以上的含氧阴离子时，就要使用前缀hypo-（次）和per-（高）, 意为更少和更多的氧原子，如：次氯酸根(hypochlorite）ClO-亚氯酸根 (chlorite)ClO2-氯酸根(chlorate)ClO3-高氯酸根 (perchlorate) ClO4- 非金属氧化物的命名 一种古老并一直被广泛使用的命名法是用希腊前缀来表示化合物中氧原子和其它元素的数目。这些前缀是：（1）mono-, 有时可简写为mon-, (2) di-， (3) tri-， (4) tetra-， (5) penta-， (6) hexa-，(7) hepta-，(8) octa-，(9) nona-和（10）deca-。一般来说，当命名非金属氧化物时，这些前缀中的字母a常被省略（从tetra-起），并且mono-也经常被省略掉。 Stock命名法也被用来命名非金属氧化物。它是使用罗马数字来表示除氧之外的另一元素的氧化态。 在二种命名法中，都是先写出除氧之外的另一元素的全名，接着写oxide（氧化物）。表4显示了一些实例。表4 一些非金属氧化物的命名 分子式命 名 CO 氧化碳（II） 一氧化碳 CO2 氧化碳（） 二氧化碳 SO3 氧化硫（） 三氧化硫 N2O3 氧化氮（） 三氧化二氮 P2O5 氧化磷（） 五氧化二磷 Cl2O7 氧化氯(VII) 七氧化二氯 酸的命名 根据表2所介绍的知识，将表2中酸根离子（负离子）的名字作如下改变，就可得到相应酸的名字：表2中的离子 相应的酸 -ate-ic -ite -ous -ide -ic例如： 酸根离子 酸醋酸根（acetate）醋酸（acetic acid）高氯酸根（perchlorate）高氯酸（perchloric acid）氢溴酸根（bromide） 氢溴酸 （hydrobromic acid）氢氰酸根 （cyanide）氢氰酸 （hydrocyanic acid） 在少数情况下，酸的名字与酸根的名字稍有不同，例如H2SO4是sulphuric acid,而不是sulphic acid; 与此相似，H3PO4是phosphoric acid,而不是phosphic acid。 酸式盐、碱式盐及复盐的命名 含有酸性氢的盐被称为酸式盐。命名这些酸式盐的一种方法是：将Na2HPO4称为磷酸氢二钠，将NaH2PO4称为磷酸二氢钠。沿袭历史，前缀bi-一直被用来命名某些酸式盐。例如，在工业上，NaHCO3被称为碳酸氢钠（sodium bicarbonate），Ca(HSO3)2被称为亚硫酸氢钙 (calcium bisulphite)。Bi(OH)2NO3是一种碱式盐，它被命名为硝酸二氢氧化铋。复盐NaKSO4被命名为硫酸钾钠。3. 有机化合物的命名法 对有机化合物的命名规则作一个完整的讨论将需要比本文所允许的大得多的篇幅。因而，我们在此将只讨论一些较普通的命名规则，既包括系统命名的，也包括通俗的命名规则。烷烃 表1列出了头二十个直链烷烃的名字。表1 直链烷烃的命名分子式命名分子式命名CH4甲烷C11H24十一烷C2H6乙烷C12H26十二烷C3H8丙烷C13H28十三烷C4H10丁烷C14H30十四烷C5H12戊烷C15H32十五烷C6H14己烷C16H34十六烷C7H16庚烷C17H36十七烷C8H18辛烷C18H38十八烷C9H20壬烷C19H40十九烷C10H22癸烷C20H42二十烷烯烃及炔烃 在系统命名法中，直链的、有一个双键的烃可通过将其相应烷烃名字的词尾 ane改换为-ene而得。如果有二个或更多的双键，词尾应为 adiene（二烯）, -atriene（三烯）.，以此类推。 表2 一些烷烃、烷基、烯烃及炔烃的命名烷烃烷基烯烃炔烃系统命名法普通命名法甲烷甲基 乙烷乙基乙烯乙烯乙炔丙烷丙基丙烯丙烯丙炔丁烷丁基丁烯丁烯丁炔戊烷戊基戊烯戊炔己烷己基 庚烷庚基 辛烷辛基 壬烷壬基 癸烷癸基 -ane-yl-ene-ene-yne 直链的、有一个叁键的烃可通过将其相应烷烃名字的词尾 ane改换为-yne而得。如果有二个或多个叁键，其词尾为 adiyne（二炔）, -atriyne（三炔）.，以此类推。表2显示了一些烷基、烷烃、烯烃及炔烃的命名。前缀 在系统命名法中，烷基、芳基取代基和许多官能团被以前缀命名并放在一个母体的前面（例如：碘甲烷）。一些常见官能团的前缀名被列在表3中。表3 一些作为前缀的官能团结构名称-OR烷氧基*-NH2氨基-N=N-重氮基-Br溴-Cl氯-F氟-H氢-I碘-NO2硝基-NO亚硝基*甲氧基、乙氧基等，取决于R 基团 对简单的化合物，前缀di-（2）, tri-（3）, tetra-（4）, penta-（5）, herca-（6） 等被用来表示在分子中一个取代基出现的次数，例如： dimethylamine (CH3)2NH)被称为二甲胺；dichloromethane (CH2Cl2)被称为二氯甲烷。 对于复杂的结构，需使用前缀bis-, tris- 和tetrakis-。bis- 表示二个同一类型的，tris- 表示三个同一类型的，tetrakis- 表示四个同一类型的。(CH3)2N2 被称为双(二甲胺) bis (dimethylamino)，而不称为二(二甲胺) di(dimethylamino)。官能团的命名优先原则 在命名一个化合物时，选择最长的包含主要官能团的链作为母体，将母体从主要官能团所在的一端向另一端进行编号，并选取使取代基编号最小的方向 ，则该化合物完整的名称由以下部分组成：（1）取代基位置的编号（如果需要，还有主要官能团的编号）；（2）取代基的名称；（3）母体的名称。各种官能团按优先原则排列，以便确定其后缀名和最小位置编号。表4给出了这些官能团的优先顺序。表4 命名的优先顺序结构名称-N(CH3)3+ (作为一个例子)鎓离子-CO2H羧酸-SO3H磺酸-COX酰卤-CONR2酰胺-CN腈-CHO醛-CO-酮ROH醇ArOH酚-SH硫醇-NR2胺-O-O-过氧化物-MgX (作为一个例子)有机金属化物 C=C烯烃-CC-炔烃R-, X-, etc.其它取代基 * 位于顶部的最优先酮 酮类的系统命名是将母体烷烃名的-e去掉，再加上-one而得。如果需要，还可加上作为前缀的数字。 在复杂的结构中，酮可作为基团用系统命名的前缀oxo-来命名。（在有些时候，前缀keto-也会遇到）。醇 醇类的命名可以有：（1）系统命名法；（2）俗名法；或者，偶然也会使用的（3）复合命名法。系统命名法是将相应烷烃名称的词尾-e变成-ol而得。在命名多元醇时，可在-ol之前加上前缀di-（二），tri-（三） 等，若可能的话，把表示位置的数字放在名字的开始，例如，1，4-cyclohexandiol （1，4-环己二醇）。一些卤代烃、酮和醇的命名被列在表5中。 表5 一些卤代烃、酮和醇的命名卤代烃酮醇系统命名普通命名 氯代甲烷甲基氯化物 甲醇溴代乙烷乙基溴化物 乙醇氟代丙烷丙基氟化物丙酮丙醇碘代丁烷丁基碘化物丁酮丁醇 戊酮戊醇 -one-ol醚 醚的命名通常是在烷基或芳基名称的后边加上单词ether（醚）而得，这是通俗命名法，例如diethyl ether(二乙醚)。 在较复杂的醚中，可以用烷氧基（alkoxyl）作为前缀，这是系统命名法，例如3-methoxyhexane (3-甲氧基己烷)。有时也可使用前缀oxa-。胺 胺类的命名有两种主要的方法：加后缀 -amine或者加前缀amino-。一些醚和胺的命名可以在表6中找到。表6 一些醚及胺的命名醚胺俗名系统命名俗名系统命名二甲醚1-甲氧基丙烷甲胺氨基甲烷甲乙醚2-乙氧基戊烷二乙胺2-氨基丁烷乙氧基环己烷甲乙胺二甲基氨基乙烷羧酸 羧酸的命名主要有四种类型：（1）系统名；（2）俗名；（3）羧酸名(carboxylic acid)；（4）复合名。俗名是最常用的命名法。醛 醛可以用系统命名法或俗名命名法来命名。醛的系统命名法是将相应羧酸的词尾-oic 改为 -al 即可，例如hexanal (己醛)。醛的俗名命名法是将相应羧酸的词尾-ic 或-oic 改为 -aldehyde 即可，例如，benzaldehide (苯甲醛)。表7给出了一些常见的羧酸和醛的命名。表7 一些羧酸及醛的命名羧酸醛俗名系统命名俗名系统命名甲酸甲酸甲醛甲醛基 (-CHO)乙酸乙酸乙醛丙酸丙酸丙醛丙醛丁酸丁酸丁醛 戊酸戊酸 己酸己酸 己醛庚酸庚酸 辛酸辛酸 辛醛壬酸壬酸 癸酸癸酸 癸醛 羧酸的酯和盐 羧酸的酯和盐的命名，不论在系统命名法还是通俗命名法中，都是由2个词组成的，第一个词是连在氧上的取代基的名字，第二个词是把羧酸母体词尾的-ic acid变为-ate而得。酰胺 酰胺的系统命名和俗名命名法都是把相应羧酸的- ic 或-oic省略，加上-amide而得, 例如，己酰胺hexanamide (系统命名法) 和乙酰胺acetamide（俗名命名法）。酸酐 酸酐的命名是把组成酸的 acid 或 acids 省略，再加上anhydride 即可, 例如benzoic anhydride (苯甲酸酐)。酰卤 酰卤的命名是把羧酸词尾的-ic acid变为-yl, 再加上halide即可, 例如acetyl chloride (乙酰氯)。 一些酯、酰胺及酸酐的命名被列在表8中。表8 一些酯、酰胺及酸酐的命名酯酰胺酸酐俗名系统命名甲酸甲酯甲酰胺乙酸乙酯乙酸酐丙酰胺丙酰胺丁酸丙酯 N-甲基丁酰胺丁酰胺 甲乙酸酐 一些常见的芳香族化合物及基团的英文名如下： benzene 苯 phenyl 苯基 benzyl 卞基 aryl 芳基 benzoic acid 苯甲酸 4. 佛罗里达大学化学系简介 学习计划 化学系提供攻读硕士和博士学位的学习计划。学生们可以选择分析化学、无机化学、有机化学和物理化学的学习。在这四个主要的领域内，还提供某些特定专业的训练，例如化学物理及量子化学、生物有机、聚合物化学、辐射化学以及核化学。 获得硕士学位和博士学位的必要条件包括课程学习、参加并提交一系列的课堂讨论及完成一个值得发表的研究课题并通过答辩。博士学位的候选人也必须具备至少一门外语的阅读能力，同时也应在资格考试中有令人满意的表现。有硕士学位并不是攻读博士学位的必要条件。此外还有一种为教师提供的不需要做论文就可获得教学硕士学位的课程计划。 系上鼓励学生们在选择了一个研究导师后立即开始他们的研究。导师是指导学生顺利完成研究生学习的督导委员会的主席。研究设备 化学系在四座大楼里占有111，000平方英尺的空间，这四座大楼是：Leigh大厦，化学研究大楼，Bryant大厦和核科学大楼。在Leigh大厦再扩建65，000平方英尺面积的计划已提上议事日程。一座新的中心科学图书馆位于化学系的附近。学校的图书馆系统拥有2千2百多万册藏书。 主要的科研仪器包括紫外-可见分光光度计、红外光谱仪、荧光光谱仪、拉曼光谱仪、核磁共振仪、电子自旋共振仪、X-射线光谱仪、光电子能谱仪及质谱仪。许多仪器都装备有温度控制及傅立叶变换的附件，其中一些具有激光光源。一些仪器带有数据库及数据查询的微机，例如最近引进的四级共振质谱仪。化学系拥有VAX-11/780和VAX-11/750型计算机以及与校园中主计算中心IBM服务器相联的多个终端。 化学系的技术服务机构包括两个装备很好的贮藏室和玻璃仪器吹制、电子设备、机械等部门，以便于对设备进行设计、制作及维护。经济资助 大多数研究生可以通过助教、助研工作的形式得到经济上的资助。资助额度在1986-87学年从9，400美元至11，000美元不等，本州学生和助学金获得者的学费为州内价，每年的学费约为1，400美元。此外，对优秀的投考者还有一些数额有限的全额或部分的奖学金。学习的费用 在1985-86学年，本州学生的注册费是每学期每学分48.62美元。非本州学生还需再付94.5美元（即每学期每学分总计为143.12美元）。预计在1986-87学年，学费会有所增加。校园 佛罗里达大学是佛罗里达州的一所主要高等教育学院。它由十八个分院组成，包括医学院、牙科学院、兽医学院和法学院等。校内举办许多文化和体育运动方面的活动。校园周围的很多地点分布着几个游泳池、一个高尔夫球场、许多网球场和手球场。申请办法 入学申请表及经济资助申请表可向下列地址写信索要。所有申请者必须呈交GRE普通考试的成绩。对于母语不是英语的外国申请者，要求TOEFL考试的成绩不低于550分，期望获得经济资助的申请者还必须在英语口语考试中取得高分。通讯及咨询地址佛罗里达Gainesville,佛罗里达大学化学系研究生选拔委员会主任邮编：32611电话: 904-392-0511教职员工及科研情况 Rodney J.B. 教授 ：1971年佛罗里达大学博士。科研方向是物理化学和量子化学，包括预测分子的势能表面，通过X-射线衍射的方法测定半导体的结构，杂环和大分子的动力学。 Merle A. B.教授：1959年哥伦比亚大学博士。研究方向为有机化学，包括聚合物化学、亲核取代反应、环加成化学、热重组反应的机理、有机金属化学和光化学。 Anna B.T. 副教授：1979年南伊利诺斯州大学博士，研究方向为分析化学，包括电极动力学、生物活性化合物的分离及测定、计算机控制的痕量分析，液相和气相色谱的检测器。 David R. 副教授：1981年斯坦福大学博士，研究方向为无机化学，包括过渡金属的络合物、原子光谱、辐射化学、核磁共振、理论无机化学、电化学和配位化学。 5. 环境污染什么是污染 随着工业革命的到来，它所引起的环境污染也正惊人地增长。我们把污染定义为空气、水、陆地的物理、化学或生物特性的一种不良变化，这种变化可危害人或其它活的有机体的健康、生存或活动。污染的主要形式有四种-陆地上的废弃物、水污染（既可是海洋的也可以是内陆水系的水）、大气污染和噪音污染。陆地污染 有许多物质都能对陆地产生污染。主要的污染物有两类：可降解的和不可降解的。可降解的污染物如DDT和放射性物质。DDT的分解虽缓慢，但最终可被完全破坏或被减少到无害的水平。例如：土壤中的DDT要分解到原来施用水平的25%，通常需要花四年的时间。一些能发射出有害射线的放射性物质，如碘-131可衰变为无害的污染物。其它可降解的污染物，如核电厂产生的钚-239可维持其有害水平达数千万年。 不可降解的污染物不能被自然过程所分解，例如：汞、铅及一些汞、铅的化合物以及一些塑料均是不可降解的污染物。必须从根本上防止不可降解的污染物进入空气、水和土壤，或者必须把它们清除出环境，使它们的量低于有害的水平。水体污染 水体污染有多种形式。它是水体被下列污染物所污染：城市污水和工业废水；从农场和饲养场流失的化肥和粪肥；充满泡沫的溪流；由于暴雨、耕作、建筑和采矿而被冲刷的土壤沉积物；来自核电站的放射性排泄物；电厂和工厂的热水；漂流在全球海洋中的塑料小球；通过服用避孕药妇女的尿液进入供水系统的雌性荷尔蒙。 虽然科学家们已开发了高灵敏度的测量仪器，但水质的测定仍然是十分困难的。水中有大量能相互作用的化学物质，其中大多数化学物质仅以微量存在。目前已商品化的大约有三万种化学物质，并且每年大约还要新增一千种化学物质。这些化学物质中的大多数迟早要进入河流、湖泊和海洋。另外，不同的生物对各种污染物的耐受范围及阈值都不尽相同。更有甚者，虽然一些污染物可在水中被稀释到无害的水平或被一些生物或自然过程分解成无害的形式，但其它一些污染物（如DDT、一些放射性物质和汞的化合物）会被各种生物富积在其有机体中。空气污染 空气污染通常被定义为：空气中含有一种或多种化学物质，并且其浓度高到足以危害到人类，动、植物或其它物质。空气中的污染物可以分为两大类，一级污染物是直接混入空气中并且其浓度达到有害程度的化学物质。它既可以是天然空气的一种组成物，如：超过正常浓度的二氧化碳；也可以是空气中不常见的物质，如铅的化合物。二级空气污染物则是通过大气组分间所发生的化学反应而形成的有害化学物质。 我们常常将空气污染与烟囱和汽车联系在一起，但事实上,火山、森林火灾、沙暴、沼泽、海洋和植物都会往空气中添加一些我们认为是污染物的化学物质。但这些自然污染物通常都广泛分散在地球的各个角落，因而很难累积到有害的程度。但是，一旦它们累积了起来，例如火山爆发，这些污染物一般就只能通过自然气候和化学循环来进行消除了。噪音污染 当更多的人生活得越来越接近，并且人们更多地使用机械来制造休闲时，人们发现他们的休闲、甚至他们的工作时间已经被他们机械的副产物噪音所损害。 控制噪音的技术难点常常来自于该问题的主、客观两方面。你可以根据一个速度表上指针读数来定义一辆机动车的超速，但是你可以用这种方法来定义噪音超标吗? 你会发现一些发出同样大小噪音的车辆，在简单“噪音表”上的测量值有相当大的偏差。 虽然处理噪声的理想方法是将其消灭在其起源处，但在很多情况下,这是不可能的。另一个措施就是在噪音传到耳朵的途中就将其吸收。大多数的噪音问题可通过有效地降低接收噪音处的声压水平来得到最好的解决。餐厅里的轻音乐可以掩盖陶器的碰撞声和邻桌的交谈声。电话亭里风扇的噪音可用来掩蔽来自隔壁电话亭的话音干扰。通常噪声问题的解决办法就是在其声源处或是在其传播途中降低其声压水平。 6. 分析仪器市场 分析仪器市场正显示出一种在短短五年前仅仅是梦想的强劲势头。分析仪器的销售正快速地增长,这是由于质量控制和政府法规对化学分析的大量需要,一个有活力的出口市场的需要，也是越来越复杂的新技术的需要。 目前全世界分析仪器的商业销售额几乎是五年前的两倍，1987年达到了41亿美元。如此快的增长与几年前销售不景气的情况形成了强烈的对比，当时经济衰退使得分析仪器的销售增长很少或根本没有增长。在最近几年里，分析仪器市场已经复苏，并且每年以约9%的速度增长，预计这样的增长速度至少可持续到1990年。随着销售增长超过通货膨胀,工业界已看到了一种真正的增长，这样的增长预示着在一个技术先进的世界上，化学仪器在诸如研究开发、制造、防御以及环境领域中的重要角色。 色谱是增长最快的领域，其销售量在1987年全球分析仪器销售量中占40%，达到了15亿美元。色谱法在工业室验室中被广泛地用于分离、纯化和分析。这些工业实验室购买了大约70%的这类产品。在赞誉各种类型色谱的词汇中，最引人注目的就是“生物适配性”。在适合生物分析用的仪器中，与生物样品相接触的表面在设计时采用了具有化学惰性和抗腐蚀性的材料。 气相色谱销售率的增长与整个仪器市场的增长率大约相当。气相色谱技术中的一些最新革新是生产更多具有高效、高分辨率的毛细管和超临界流体色谱。尽管超临界流体色谱（SFC）的销售额只是气相色谱销量的3%，但自从1985年问世并在1986年生产了第一台商业样机以来，超临界流体色谱已引起了人们的广泛注意。在超临界流体色谱中，流动相采用的是超临界流体，因而它是介于气相色谱和高压液相色谱之间的一种技术。采用超临界流体作流动相是考虑到它有比液体更高的扩散速度及更低的粘度，又有比气体更大的溶剂化能力。 另外一个显示了巨大发展的领域是离子色谱（IC），其每年的销售增长率在美国及全世界都为30%，尽管此增长水平预计将会有所下降，但仍可望保持在25%左右。通过引入适合生物分析用的仪器, 离子色谱的应用范围已从无机系统扩展到了氨基酸及其它生物系统，从而加快了离子色谱的普及。 质谱仪的销售一直以每年12%的速度增长，其销售额一直很高，这主要是因为质谱是许多联用技术中的主要检测器，如气-质联用，质-质联用及液-质联用。其中，气相色谱与质谱联用仪的销售额占了质谱销售额的60%，这是因为气-质联用仪被广泛用于药品分析和环境监测中。一些界面技术的革新既促进了这些技术自身的发展，又扩展了人们对这些技术应用的兴趣。这些革新包括电感偶合等离子体/质谱，超临界流体/质谱和具有热喷射或粒子束界面的液相色谱与质谱联用技术等。最近，一些具有自动进样和电脑化数据分析功能质谱仪的问世，已提高了这一技术对新用户的吸引力。 阿尔勃特及萨弗克利夫调查所的研究表明，光谱仪占了全部仪器销售额的一半，并成为所有仪器种类中最大宗的一种商品。光谱仪可以大致分为光学类与电磁类（或非光学类）。在这些种类中包括许多单机价格昂贵的品种，如质谱仪、核磁共振光谱仪、射线仪、电子显微镜及光谱仪。在各种光谱仪中，其销售额增长速度接近或超过市场增长速度的有：傅立叶变换红外光谱仪、拉曼光谱仪、核磁共振光谱仪、等离子体发射光谱仪和能量色散射线光谱仪。其它的仪器虽然发展已成熟，增长速度已减缓，但仍在市场中占有较大的份额。 现有技术不断地创新与发展，这将使得分析仪器的前景新星璀灿。其中包括傅立叶变换拉曼色谱仪，红外二色仪，红外显微镜和核磁共振成象光谱仪。同时市场中各种联用和自动化仪器也层出不穷。毛细管电泳、凝胶毛细管电泳、用于传导体系成象的隧道扫描电镜、用于生物体系成象的原子力显微镜等新的分析技术、以及其它表面和材料分析技术已经或即将推出商品化的仪器。在未来几年内，随着化学工业的持续发展，分析仪器的销量也将持续增长。 7. 用气相色谱测定血液中的酒精 酒精的作用在医学和法医学上都很有意义。当医生需要知道酒精是否与病人的病情有关时，对血液或尿液中酒精含量的估计就会起到相当关健的作用。从法医学的观点来看，酒精含量在突然死亡、驾驶事故以及有关以喝醉酒作为防卫性辩解等案件中是至关重要的。决定饮酒后何时显示出最大乙醇量及浓度的因素有：饮酒者的体重、乙醇的量及浓度、摄入乙醇的方式、有无食物存在以及饮酒者的身体状况。 酒精对不同的人以及在不同时间的同一个人的影响是各不相同的。其作用主要取决于各人所处的环境、体质以及所饮酒精的稀释度。饮用同等量的酒精对习惯性饮酒者所造成的影响，较偶尔饮酒者要小得多。药物有加强酒精效果的作用。 很多案例表明，酒精与巴比土酸盐类的协同作用是一些看似自杀的死亡原因，酒精本身可能是最常见的中毒致死的原因。 火焰离子化检测及Porapak Q柱的气-固色谱技术在药物制备中一直被用来鉴定和检测乙醇、异丙醇以及丙酮。此项技术是用稀释过的样品水溶液直接进样, 方法简单而直接。 样品制备 将两份0.5毫升的异丁醇内标物 (浓度为10mg/ml水，其配制法为：用吸量管吸取12.4ml 异丁醇用水稀释至1L ), 用吸量管分别吸入两个不同的2-打兰(7.4毫升)的小瓶中, 一个标为“已知”, 另一个标为“未知”。取0.5ml乙醇作标准物 (浓度为50mg/100ml血液，其配制法为：吸取5ml乙醇贮存液，再从血库中取100ml血液加以稀释；所用乙醇贮备液的配制法为：用水将12.7ml的无水乙醇稀释至1升)，并将其转移至一个标为“已知”的小瓶中。吸量管用内标溶液洗涤三次。用一支10微升的亨氏注射器, 取0.5微升的“已知”样和“未知”样各两份进样, 分别测量乙醇和异丁醇的峰高。 气相色谱参数 使用一台配有氢火焰检测器的气相色谱仪。火焰离子化检测器可用于检测含水的样品。柱子为不锈钢材料(6英尺0.25英寸外径), 填料为涂布在担体上的30%聚乙二醇2万，担体为用酸洗过的Chromosorb W（60-80目）。柱子用氮气作载气于180C下老化过夜。操作条件为：炉温 100或130C进样口温度 160C氮气流速 35ml/min氢气流速 28ml/min氧气流速 100ml/min 计算 用酒精和内标物的峰高进行计算，可采用公式如下： 式中：W1 = 乙醇的毫克数W2 = 100毫升的未知物 Cs = 标准乙醇溶液的浓度（50mg/100ml） h x = 未知物中乙醇的峰高 hs = 未知物中内标物（异丁醇）的峰高 Rx = 已知物中乙醇的峰高 Rs = 已知样中内标物（异丁醇）的峰高 讨论 图 1 显示了一份通过注射0.5微升血液-异丁醇内标混合物而获得的典型色谱图。图中各峰都被清楚地分开而且峰很尖锐。表1给出了一些常见的挥发性化合物的保留时间和相对保留时间，这些挥发性化合物都与酒精的摄取、糖尿病及嗜好嗅粘接剂中的有机溶剂味等疾病有关。 操作参数如柱温或载气流速并不是确定不变的，它们可随所研究化合物的类型及所用气相色谱仪性质的不同而改变。 其它填料也可用于该测定，包括Hallcomid M 180L 涂布在Chromosorb W 担体上（80-100 目）或Porapak Q 填料（80-100 目）。Porapak 有不同的特性，但它的优点在于它是一种无需涂层的填料。 注入系统的血液进入进样口并在那里被捕集，而挥发物则被载气流带入柱中。在柱中进样将会堵塞柱子，所以，如果使用一个长的进样口，将有利于多次进样并能延长使用周期。使用六至八个月后，应将进样口拆开并除去被捕集在此的血液，若有必要，可用水清洗。仪器应在被再次使用前稳定一夜。 根据峰高进行定量测定是令人满意的，但是，若所获得的峰太宽或不对称，也可根据峰面积进行定量。表 1 一些化合物的保留值化合物炉温100度炉温130度保留时间(min)相对保留时间（相对于EtOH）(min)保留时间(min)相对保留时间（相对于EtOH）(min)乙醛2.560.731.250.60丙酮2.380.681.620.76氯仿5.621.613.251.53乙醇3.501.002.121.00异丁醇7.252.103.941.86异丙醇-l3.190.912.060.97乙酸丙酯4.501.292.751.30 . 聚合物及其添加剂 大分子或聚合物这个名称，被用来表示一些高分子量的物质。这些物质由很多（通长至少为100）个低分子量的单元通过共价键联接而成。如果这些低分子量的单元以尾-尾相接的方式彼此连接成一个长链，并且链间无共价键存在，这样的大分子就被称为线型聚合物。这样的聚合物，分子量特别高的除外(1,000,000以上)，通常都能被溶解，当被加热时，它们会软化或者熔化，这样就能被挤压成纤维，或者被注塑成所需的形状，这类聚合物被称为热塑型聚合物。另一方面，如果这些聚合物链在许多的结点处交联在一起，这样的聚合物就是一个大的三维分子，是不可熔化及不可溶解的。这样的聚合物被称为交联聚合物。有些线型聚合物含有一些基团，当被加热时就会发生反应，得到交联聚合物，这些线型聚合物被称为热固型聚合物。 这种小分子进行多次结合形成大分子的过程被称为聚合，组成大分子或聚合物的小分子被称为单体。人们已知有两种聚合方式：（1）缩聚，(2)加聚。在两个单体单元之间消除一个小分子（例如水或醇），形成聚合物的反应被称为缩聚反应。在加聚反应中，不饱和或环状的分子之间彼此加成，没有消除任何单体分子，这种聚合物的实验式就当然与单体的实验式相同。 一个形成高分子的反应，不管是通过加聚还是通过缩聚来进行的，都必须能无限地进行下去才行。当两个单体分子发生反应时，其产物必须具有一个可与另一分子单体反应的官能团。在缩聚反应中，每个单体至少要有两个官能团；而在加聚反应中，每个单体只要有一个官能团即可，如果有两个或更多的官能团，通常将导致交联的加聚物的形成。 聚合物的模数及其它物理性质可以通过加入填料或其它添加剂如增塑剂、抗氧化剂、热稳定剂、紫外线稳定剂及阻燃剂等而得以改善。添加剂是聚合物中起重要作用的基本组分，而且，每种添加剂都应尽可能在最佳用量下使用，以得到高品质的产品。 增塑剂：按照美国试验材料协会的定义（ASTM-D-883），增塑剂是一种能增加塑料的可加工性、延展性及膨胀性的物质。同时，加入增塑剂还可以降低塑料在熔融态时的粘度、弹性模数及玻璃转变温度（Tg）。 抗氧剂：有的聚合物，如聚丙烯（PP），如果其中不加适当的稳定剂，就不能在户外使用，这是因为它分子中的叔碳原子上存在着易消除的氢原子。若在缺少稳定剂的情况下进行加工或在户外使用，聚丙烯及许多其它的聚合物（RH）就会发生链降解反应而遭受破坏。这种链降解反应的速率可通过加入少量抗氧剂而受到阻滞。 热稳定剂：除所描述的发生在聚烯烃上的自由基链降解外,另一种类型的降解(脱卤化氢)也会发生在含氯的聚合物如聚氯乙烯（PVC）上。当受热时,PVC可能失去氯化氢并形成一种有色的共轭聚烯烃结构。这种类型的降解会由于铅、钡和镉盐的存在而减慢,这些盐可作为氯化氢的捕获剂，因此能被用作热稳定剂。 紫外线稳定剂：虽然很多的太阳高能辐射已被大气层所吸收,然而一些在280-400nm范围内的射线(紫外线)仍能达到地球表面。由于这种射线的能量为100到72千卡,这就有足够强的能量来裂解共价键，使有机聚合物变黄和变脆。紫外辐射对合成聚合物的作用类似于它对人体皮肤的作用，所以紫外线稳定剂如水杨酸苯酯多年来一直被用于防晒品也就不足为奇了。 阻燃剂：由于一些聚合物被用来作遮蔽物、衣物和家具,这些聚合物就必须有很好的耐火性。燃烧是一个链锁反应，能被自由基（如羟自由基）引发和传播。羟基自由基可由氧与大分子的烃自由基反应而产生。卤素自由基是由羟基自由基与卤化物如HX反应而产生的,它可被用作链锁反应的终止剂。 其它聚合物的添加剂包括染色剂、抗静电剂、发泡剂、防腐剂和加工助剂或润滑剂。 9. 生物化学和酶 根据经典的定义，生物化学是研究活物质的化学组成及其在生命过程中所发生化学变化的科学。但从更广阔的意义上来说，可以把生物化学看作是用化学的术语来分析生物学现象的一门学科。也就是说，生物学，包括医学与健康学提出问题，而化学提供理论和技术的工具去寻求答案。更进一步而言，生物化学家寻求答案的问题就是生理学要解答的问题。有许多重要发现现已归入生物化学领域，但当初只是生物学现象的研究成果，而其化学方面的意义是在此后很久才开始受到注意的。在这些发现中，起关键作用的是有经验的临床医生对人类生理机能失调的准确观察。 酶化学是生物化学研究的重点之一。酶是蛋白质，其生物化学的功能是催化生命体系中的化学