第一章 绪论(基础化学)

1、21世纪生命科学的三大成就世纪生命科学的三大成就人类基因组计划人类基因组计划干细胞研究干细胞研究克隆技术的发展克隆技术的发展第一章 绪论学科的交叉迸发出火花学科的交叉迸发出火花第一章 绪论存在一种存在一种生物大分生物大分子晶体，子晶体，里面有遗里面有遗传物质的传物质的排列组合排列组合物理学家物理学家E.Schrodinger第一章 绪论物理学家物理学家M.Wilkons化学家化学家R.Franklin第一章 绪论化学家化学家Pauling - -螺旋分子结构螺旋分子结构第一章 绪论生化学家生化学家Watson物理学家物理学家Crick第一章 绪论1 1、基础化学课程的地位和作用、基础化学课程的

2、地位和作用2 2、我国的法定计量单位、我国的法定计量单位3 3、有效数字、有效数字4 4、量纲分析、量纲分析 5 5、溶液的组成标度、溶液的组成标度A A 物质的量物质的量B B 物质的量浓度物质的量浓度C C 摩尔分数和质量摩尔浓度摩尔分数和质量摩尔浓度D D 摩尔分数摩尔分数E E 质量摩尔浓度质量摩尔浓度第一章 绪论第一章 绪论一一 生命科学发展简史生命科学发展简史二十世纪以来二十世纪以来二十年代二十年代 胰岛素胰岛素三十年代三十年代 磺胺类药物磺胺类药物五十年代五十年代 DNADNA双螺旋结构双螺旋结构六十年代六十年代 大分子细胞大分子细胞七十年代七十年代 CTCT技术技术八十年代八十

3、年代 核磁共振技术核磁共振技术九十年代九十年代 纳米生物学技术纳米生物学技术2000 2000 年年 人类基因全序列草图完成人类基因全序列草图完成第一章 绪论第一章 绪论第一章 绪论第一章 绪论第一章 绪论基础化学 溶液溶液 化学反应化学反应的能量、的能量、速率、电速率、电化学化学 物质结构物质结构 化学分化学分析析酸碱、电解质、渗透压、酸碱、电解质、渗透压、胶体（生理、病理基础）胶体（生理、病理基础）反应的自发性、平衡、速反应的自发性、平衡、速率、机理，电位（生理、率、机理，电位（生理、病理、药理基础）病理、药理基础）原子、分子、配合物（有原子、分子、配合物（有机分子、生物分子基础机分子、生

4、物分子基础）化学和仪器分析方法（临化学和仪器分析方法（临床分析和实验技能基础）床分析和实验技能基础）第一章 绪论一、国际单位制一、国际单位制 p 1960 1960年第年第1111届国际计量大会（届国际计量大会（CGPM）以）以六个基本单位为基础命名六个基本单位为基础命名“国际单位制国际单位制”（le Systme International d Units，缩写为，缩写为SI），），19711971年第年第1414届届CGPM增加第增加第7 7个基本单位摩尔个基本单位摩尔。第一章 绪论一、一、 国际单位制国际单位制 1 1、组成、组成 SI基本单位基本单位 SI单位单位 SI单位单位 SI导

5、出单位导出单位 SI倍数单位倍数单位第一章 绪论pSI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第一章 绪论一、一、 国际单位制国际单位制 1 1、组成、组成 SI基本单位基本单位 SI单位单位 SI单位单位 SI导出单位导出单位 SI倍数单位倍数单位p一些SI导出单位 第一章 绪论量的名称量的名称单位单位符号符号用用SI基本单位表示基本单位表示 力，重力牛顿N1 N = 1 kgm/s2压力，压强帕斯卡Pa1 Pa = 1 N/m2能，功，热量焦耳J1 J = 1 Nm电荷量库仑C1 C = 1 As电动势

6、，电位伏特V1 V = 1 W/A摄氏温度摄氏度T/K = T/ + 273. 15第一章 绪论一、一、 国际单位制国际单位制 1 1、组成、组成 SI基本单位基本单位 SI单位单位 SI单位单位 SI导出单位导出单位 SI倍数单位倍数单位p部分SI词头第一章 绪论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106mega 兆M10-9nano 纳诺n103kilo 千k10-12pico 皮可p102hecto 百h10

7、-15femto飞姆托f10deka 十da10-18atto 阿托a第一章 绪论 一、有效数字的概念一、有效数字的概念 有效数字有效数字(significant figure)(significant figure)是既能表达是既能表达数值大小数值大小, , 又能表明测量值准确程度的数字又能表明测量值准确程度的数字表示方法表示方法, , 它包括测得的全部准确数字和一它包括测得的全部准确数字和一位可疑数字，可疑数字的误差为位可疑数字，可疑数字的误差为1 1。 2526?25.625.67 725.625.66 625.625.6第一章 绪论一、有效数字的概念一、有效数字的概念 为了准确表述有效

8、数字，需要使用科为了准确表述有效数字，需要使用科学计数法（学计数法（scientific notationscientific notation）。）。n科学计数法用一位整数、若干位小数和科学计数法用一位整数、若干位小数和1010的幂次表示有效数字。的幂次表示有效数字。 如如4.24.210103 3( (两位有效数字两位有效数字) )， 4.20 4.2010103 3( (三位有效数字三位有效数字), ), 4.200 4.20010103 3( (四位有效数字四位有效数字) )。第一章 绪论 p 化学化学中常见的以对数表示的中常见的以对数表示的pH、pK及及lgc等等, , 其有效数字的

9、位数其有效数字的位数, , 仅取决于小数部分的位数仅取决于小数部分的位数, , 因因为整数部分只与其对应真数中的为整数部分只与其对应真数中的1010的方次有关。的方次有关。如如pH = 10.20 = 10.20有两位有效数字，与表示成有两位有效数字，与表示成 H3O+ = 6.3= 6.31010-11 -11 molL-1一致。一致。第一章 绪论 二、有效数字及其运算规则 1、 修约（rounding), 通常按“四舍六入五留双”规则进行处理。 当约去数为当约去数为 4 4时舍弃，为时舍弃，为 6 6时则进位；当时则进位；当约去数为约去数为5 5而后面无其它数字时，而后面无其它数字时，若保

10、留数是若保留数是偶数偶数( (包括包括0) 0) 则舍去则舍去, ,是奇数则进位是奇数则进位, , 使修约后的使修约后的最后一位数字为偶数最后一位数字为偶数。6.3256.3256.32 6.3156.32 6.3156.326.32第一章 绪论2、加减运算、加减运算p 加减运算所得结果的有效数字位数以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。例如后位数最少的数为准。例如0.5362 + 0.25，和为，和为0.79。3、乘除运算、乘除运算p 乘除运算所得结果的有效数字位数以乘除运算所得结果的有效数字位数以参加运算各

11、数字中相对误差最大参加运算各数字中相对误差最大, 即有效即有效数字位数最少的数为准。例如数字位数最少的数为准。例如0.0121 25.64, 积为积为0.310。 这个数的精确程度随测量技术水平提高而提高。这个数的精确程度随测量技术水平提高而提高。第一章 绪论一、物质的量一、物质的量( (amount of substance) ) 定义定义 摩尔是一系统的物质的量，该系统中所包含的基本单元摩尔是一系统的物质的量，该系统中所包含的基本单元( (elementary entity) )数与数与 0.012 0.012 kg C1212的原子数目相等的原子数目相等。p 1 1 mol物质的基本单元

12、的数目是阿伏加德罗常数物质的基本单元的数目是阿伏加德罗常数( (Avogadro constant) )的数值：的数值：(6.0221367(6.02213670.0000036)0.0000036)101023 23 mol-1 1 mol水能一口喝下p 在使用摩尔时，基本单元应予指明，可在使用摩尔时，基本单元应予指明，可以是原子、分子、离子、电子及其他粒子，以是原子、分子、离子、电子及其他粒子，或这些粒子的特定组合。或这些粒子的特定组合。第一章 绪论意义意义 物质的量是表示物质数量的基本物理量。物质的量是表示物质数量的基本物理量。 “物质的量物质的量”是整体名词，不能拆开。是整体名词，不能

13、拆开。p 如如: H、H2、H2O、1/2H2O、1/2SO42-、(2H2+O2)等。等。 第一章 绪论 使用使用mol时必须同时指明基本单元。物质的时必须同时指明基本单元。物质的量的符号是量的符号是nB，指物质，指物质B的物质的量；对于具体的物质的量；对于具体物质，应将基本单元表示在括号内，如物质，应将基本单元表示在括号内，如n (Na2CO3)=0.5moln (2Na2CO3)=0.25moln (1/2Na2CO3)=1molp 第一章 绪论二、物质的量浓度二、物质的量浓度 定义定义 溶液的物质的量浓度溶液的物质的量浓度 (amount of substance concentrat

14、ion) 定义为溶质定义为溶质B的物质的量的物质的量nB除以溶液的体积除以溶液的体积V，即：，即： 单位单位 molL-1，浓度很小时可用，浓度很小时可用mmolL-1。 cB可简称为浓可简称为浓度度(concentration) 。VncBdefBpcB的用法的用法p使用使用 cB 时必须指明基本单元。对于具体时必须指明基本单元。对于具体物质，应将基本单元表示在括号内，如物质，应将基本单元表示在括号内，如c (1/2Ca2+)=4 mmolL-1 第一章 绪论例 正常人血浆中每100ml含10mg Ca2+ ， 计算血清中Ca2+物质的量浓度各为多少？解：112222L0.0025mol0.

15、10L)molg0.010g/(40)(Ca/ )(Ca)(Ca)(CaVMmVnc第一章 绪论例、市售浓硫酸密度为例、市售浓硫酸密度为1.84kg L-1，H2SO4的质量分的质量分数数96%，计算，计算 物质的量浓度物质的量浓度 c (H2SO4) 和和 c(1/2H2SO4)，单位单位用用mol L-1。解：解：H2SO4的摩尔质量为的摩尔质量为98g mol-1， 1/2 H2SO4的摩尔质量为的摩尔质量为49g mol-1 。1 -11421 -1142Lmol63mol49g1000L1.84kg0.96)SOH21(L18molmol98g1000L1.84kg0.96)SO(H

16、cc第一章 绪论三、摩尔分数和质量摩尔浓度三、摩尔分数和质量摩尔浓度 摩尔分数摩尔分数( (mole fraction) )p定义：定义：B的物质的量与混合物的物质的量之比，符号的物质的量与混合物的物质的量之比，符号为为xB，单位是一。即，单位是一。即 ：p显然，溶质显然，溶质B和溶剂和溶剂A组成溶液，有组成溶液，有xB=nB/( nA+ nB)， xA=nA/( nA+ nB) xA+ xB=1AABdefBnnx第一章 绪论质量摩尔浓度质量摩尔浓度( (molality) ) 定义：溶质定义：溶质B的物质的量除以溶剂的质量的物质的量除以溶剂的质量 ，符号，符号为为bB，单位是，单位是 mo

17、lkg-1 。即。即 ：由于摩尔分数和质量摩尔浓度与温度无关，因此由于摩尔分数和质量摩尔浓度与温度无关，因此在物理化学中广为应用。在物理化学中广为应用。ABdefBmnb 第一章 绪论 将将7.00g结晶草酸结晶草酸(H2C2O42H2O)溶于溶于93.0g水中，求草酸的质量摩尔浓度水中，求草酸的质量摩尔浓度b(H2C2O4)和摩尔分数和摩尔分数x(H2C2O4)。 M(H2C2O42H2O)= 126gmol-1，而，而M(H2C2O4)= 90.0 gmol-1, 故故7.00g结晶草酸中草酸的质量为结晶草酸中草酸的质量为 g00. 5mol26g1molg0 . 09g00. 7)OCH(1 -1422m第一章 绪论溶液中水的质量为m (H2O)=93.0g+(7.00 -5.00)g=95.0g则 0104. 0)molg95.0g/18.0()mol0g(5.00g/90.molg5.00g/90.0)OCH(kgmol585. 01kg100