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1、福 建 医 科 大 学 药 学 院 幻 灯 片 主讲 杨鑑锋,2018/9/19,2,绪 论,化学（Chemistry）主要研究物质的组成、结构和性质；研究物质在原子和分子水平的变化规律以及变化过程中的能量变化。,2018/9/19,3,化学与生命科学,化学是从分子水平研究物质运动的科学，生命运动的基础是生物体内物质分子的运动，揭示生命运动的规律必须以认识生物体内的物质分子及其运动为前提，现代生命科学的形成是化学渗透的结果，一切生命问题即是生物问题也是化学问题。,2018/9/19,4,1953年DNA分子双螺旋结构发现；七十年代起分子生物学逐步形成，生命科学进入分子水平。21世纪初，人类基因
2、组DNA全序列测定（10万基因的30亿对碱基序列）完成，生命科学进入后基因组（蛋白质组）时代。,2018/9/19,5,化学与药学,医学科学（包括药学科学）以人体为主要研究对象，探索疾病发生和发展的规律，寻找预防和治疗疾病的途径。预防和治疗疾病主要依靠药物，化学从分子层次研究药物是如何发挥作用，那些结构特征决定药物的药理作用。,2018/9/19,6,化学从分子层次研究药物的哪些结构特征决定其药理作用，在人体内是如何发挥作用的（药效），而人体又是如何将其代谢（药代）。,国内外药物市场世界药物市场年平均销售额3000亿美元，仅默克、拜耳、汽巴盖基、辉瑞、阿斯特拉等医药公司年销售额占300亿美元。
3、 国内外新药研究概况 在美国，成功开发一个新药需投资2亿美元，约十年时间，从15,000种新合成的化合物中挑出。辉瑞公司用于新药研发的投资每年近30亿美元。中国生产的药物约97.5是模仿国外专利，将陆续被禁止、限制或付费生产。 奥美拉唑1988年以洛赛克在瑞典上市，至1997年全球销售额达29亿美元，为世界第一位。,2018/9/19,7,化学的应用,1用无机化学和有机化学的理论和方法研究药物的结构性质生物效应关系； 2用化学分离方法分离有效成分，确定其结构，了解其代谢、构效关系；,2018/9/19,8,3用化学分析和仪器分析方法分析药物的组成、结构，测定其有效成分及杂质的含量。4用物理化学
4、方法研究药物在体内的代谢、生物利用度、药物稳定性等，解释病理、药理过程，提出解决问题所需要的信息、理论依据和方法。,2018/9/19,9,化学科学的分支,无机化学：以元素周期系和物质结构理论为基础研究一切元素及其化合物（除碳氢化合物及其衍生物）的学科； 分析化学：研究物质化学组成的鉴定、测定方法、测定步骤以及有关原理的学科；,2018/9/19,10,有机化学：研究碳氢化合物及其衍生物的学科；物理化学：应用物理化学测定方法和数学处理方法研究物质及其反应，以寻求化学现象与物理现象间本质联系的普遍规律的学科；,2018/9/19,11,交叉学科有生物化学、地球化学、农业化学、工业化学、环境化学等
5、。 边缘学科有分子生物学、量子生物化学、细胞化学、组织化学、分子遗传学、化学胚胎学、化学仿生学。,2018/9/19,12,基础化学,是为了适应医学各专业的特点和需要而开设的一门化学基础课,它的内容包括无机化学、分析化学和物理化学中的基本理论和基础知识。,2018/9/19,13,第一章 气体、溶液和胶体分散系,第一节 分散系的分类第二节 混合物和溶液的组成标度 第三节 稀溶液的通性 第四节 溶胶 第五节 高分子溶液 第六节 凝胶,2018/9/19,14,溶液（Solution） 溶液是由一种以上的物质组成的分散系统。(物质以分子、离子等状态分散在另一种物质中所形成的均匀而稳定的分散体系。)
6、均匀：溶液中处处性质一致；非均匀：分散体系中有明确的界面；,2018/9/19,15,人体内的血液、细胞内液、细胞外液以及其他体液都是溶液。体内的许多化学反应都是在溶液中进行的，营养物质的消化、吸收等无不与溶液有关。胶体分散系胶体分散系在自然界中尤其是在生物界中普遍存在，与人类的生活及环境有着非常密切的关系。,2018/9/19,16,第一节 分散系的分类,一、基本概念 二、分散系的分类,2018/9/19,17,一、基本概念,1、分散系一种或几种物质分散在另一种物质中所形成的系统称为分散系统，简称分散系。 2、分散相分散系中被分散的物质称为分散相。 3、分散介质分散系中容纳分散相的物质称为分
7、散介质。,2018/9/19,18,二、分散系的分类,按分散相粒子的直径的大小，分散系可分为粗分散系、胶体分散系和分子分散系。,2018/9/19,19,2018/9/19,20,1、分子分散系也称溶液。通常所说的溶液是指液态溶液，常把分散相称为溶质，把分散介质称为溶剂。2、胶体分散系又可分为溶胶和高分子溶液。溶胶的分散相粒子是由许多小分子或小离子聚集而成，溶胶是高度分散的非均相系统，较不稳定。高分子溶液的分散相粒子是单个大分子或大离子，高分子溶液很稳定，属于均相系统。,2018/9/19,21,3、粗分散系包括悬浊液和乳浊液。悬浊液是固体小颗粒分散在液体介质中形成的粗分散系。乳浊液是液体小液
8、滴分散在另一种液体中形成的粗分散系。,2018/9/19,22,第二节 混合物和溶液的组成标度,一、B 的质量分数 二、B 的体积分数 三、B 的质量浓度 四、B 的分子浓度 五、B 的浓度或 B 的物质的量浓度 六、B 的摩尔分数 七、溶质 B 的质量摩尔浓度,2018/9/19,23,按国家标准：混合物是指含有一种以上物质的气体相、液体相或固体相。溶液是指含一种以上物质的液体相或固体相。混合物和溶液的组成标度的分类： 1溶质、溶剂（或溶液）的相对量wB、xB、bB；其数值不随温度变化，在理论计算中常用，但称量液体不便； 2一定溶液体积中的溶质的含量B、CB；其数值随温度变化。,2018/9
9、/19,24,一、B的质量分数,wB为量纲一的量，其SI单位为1。,2018/9/19,25,例1-1 100.0 g 铁矿石中含50.4 g Fe2O3,计算铁矿 石中 Fe2O3 和 Fe 的质量分数。解：100.0 g 铁矿石中铁的质量为：铁矿石中 Fe2O3 的质量分数为： w(Fe2O3)=m(Fe2O3)/m=50.4g/100.0g=0.504铁矿石中 Fe 的质量分数为：w(Fe)=m(Fe)/m=35.3g/100.0g=0.353,2018/9/19,26,二、B的体积分数,B 为量纲一的量，其 SI 单位为 1。,2018/9/19,27,例1-2: 20时，将70mL乙
10、醇(酒精) 和30mL水混合，得到96.8 mL乙醇溶液，计算所得乙醇溶液中乙醇的体积分数。解: 乙醇的体积分数为：,2018/9/19,28,三、B的质量浓度,B 的 SI 单位为 ，常用单位为 , 等。,2018/9/19,29,例1-3 将 25 g 葡萄糖（C6H12O6）晶体溶于水，配制成 500 mL 葡萄糖溶液，计算此葡萄糖溶液的质量浓度。 解：葡萄糖溶液的质量浓度为：,2018/9/19,30,四、B 的分子浓度,CB的SI单位为m-3，医学常用单位为L-1和mL-1。,2018/9/19,31,医学临床上常用分子浓度表示血液中细胞的组成标度。我国成年男性血液中红细胞的分子浓度
11、为4.51012-5.51012L-1，女性为3.81012- 4.61012 L-1。,2018/9/19,32,五、B 的浓度或 B 的物质的量浓度,cB 的 SI 单位为 molm-3，医学常用的单位是molL-1 ，mmolL-1。,2018/9/19,33,使用注意,1须指明基本单元， 如 、 、 2稀水溶液中，cBbB 3注射液需同时注明B和cB ；,2018/9/19,34,例1-4 100 mL 正常人血清中含 326 mg Na 和165mg ，试计算正常人血清中Na+和 的浓度。 解：正常人血清中 Na 的浓度为：,2018/9/19,35,正常人血清中 的浓度为：,201
12、8/9/19,36,世界卫生组织建议：医学上表示体液组成时，凡是体液中相对分子质量已知的物质，均应使用物质的量浓度；对于相对分子质量未知的物质，可以暂时使用质量浓度。B 的质量浓度与 B 的浓度之间的关系为：B=cBMBMB 为 B 的摩尔质量。,2018/9/19,37,例1-5 100 mL 生理盐水中含 0.90 g NaCl，计算生理盐水的质量浓度和浓度。 解：生理盐水的质量浓度为：NaCl 的摩尔质量为 58.5 gmol-1，生理盐水的浓度为：,2018/9/19,38,六、B 的摩尔分数,xB 为量纲一的量，其 SI 单位为 1。,2018/9/19,39,由 A，B 两种物质组
13、成的混合物：则 对于由多种物质组成的混合物：,2018/9/19,40,例1-6 将112 g 乳酸钠（NaC3H5O3）溶于1.00 L纯水中配成溶液，计算溶液中乳酸钠的摩尔分数。 解：室温下，水的密度约为1000gL NaC3H5O3的摩尔质量为112 gmol；H2O的摩尔质量为18g.mol。溶液中乳酸钠的摩尔分数为：,2018/9/19,41,七、溶质 B 的质量摩尔浓度,bB 的 SI 单位为 molkg-1。,2018/9/19,42,例1-7 将 0.27 g KCl 晶体 溶于 100 g 水中，计算溶液中KCl的质量摩尔浓度。 解： KCl 的摩尔质量为 74.5 gmol
14、-1。 KCl 的质量摩尔浓度为：,2018/9/19,43,第三节 稀溶液的通性,一、液体的蒸气压 二、稀溶液的蒸气压下降 三、稀溶液的沸点升高 四、稀溶液的凝固点降低 五、稀溶液的渗透压力,2018/9/19,44,溶解过程（特殊的物理化学过程）,溶解分为两个步骤： 1溶剂、溶质分子相互分散，克服同类分子间引力做功而吸热，体积增大； 2异类分子间引力使分子聚集，发生溶剂化作用，体系势能降低而放热，体积缩小；溶解过程的热效应和体积效应是以上两个步骤的综合表现。,2018/9/19,45,2018/9/19,46,2018/9/19,47,电解质：水溶液具导电能力，通直流电分解，溶质以离子形式
15、存在。 非电解质：不导电，通电不分解，溶质以分子形式存在。 依数性（Colligative properties） ：取决于所含溶质粒子的浓度(粒子的数目），而与其本性无关。包括蒸气压下降、沸点升高、凝固点下降、渗透压。 适用范围：难挥发非电解质稀溶液。,2018/9/19,48,一、液体的蒸气压,在一定温度下，当液体与其蒸气达到液、气两相平衡时，液面上方的蒸气称为饱和蒸气，饱和蒸气所产生的压力称为该温度下液体的饱和蒸气压，简称蒸气压。 需从以下三方面理解蒸气压概念：,2018/9/19,49,蒸发,液态物质吸热汽化；蒸发速率（单位时间单位液面积蒸发的液体分子数）是温度的函数。,2018/9/
16、19,50,2018/9/19,51,凝聚,气态物质放热液化。凝聚速率是蒸气分子密度的函数。蒸发速率与凝聚速率相等时，体系处于平衡状态。,2018/9/19,52,敞开容器中，分子动能按MaxwellBoltzmann定律分布，所以任何温度下总有足够数量的液体分子蒸发。,2018/9/19,53,平衡状态,恒温时，密闭真空容器中液体的蒸发速率、蒸气的凝聚速率与时间的关系如图:,2018/9/19,54,理解蒸气压概念, 蒸气压是温度的函数，任何温度下总有足够数量的液体分子蒸发。 蒸气压与液面上方体积无关。 只在平衡状态时谈论蒸气压才有意义。,2018/9/19,55,蒸气压与体积无关,2018/9/19,56,平衡状态的特征, 动态平衡，正、逆过程速率相等。 自发向平衡状态移动。 无论从任意状态开始，体系达平衡 时其性质相同。 平衡状态是体系倾向于最低能量状态和最大混乱度间的均衡。,
