医用化学Medical Chemistry第一节 认识化学.ppt

1、医用化学 Medical Chemistry,成绩评定,总成绩100分,平时成绩 40%,期末考试成绩 60%,医用化学课时,课时数： 36(理论34，实验2),医用化学,第一章 绪论 第二章 溶液 第三章 电解质溶液 第四章 有机化合物概述 第五章 烃 第六章 烃的含氧衍生物 第七章 生命中的有机物,第一节 认识化学第二节 化学中常用的物理量物质的量,一.化学的研究对象(掌握）二.化学与医学的关系（熟悉）三.医用化学的学习方法（了解）,第一节 认识化学,化学在保证人类生存的同时不断提高人类的生活质量,1、利用化学生产化肥和农药，以增加粮食的产量。 2、利用化学合成药物，以抑制细菌和病毒保障人

2、体健康。 3、利用化学开发新能源和新材料以改善人类的生存条件。 4、利用化学综合应用自然资源和保护环境，以使人类生活得更加美好。,一、化学研究的对象,1、什么是化学？（1）概念（2）对象（3）目的,第一节 认识化学,（1）概念化学是一门在原子、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。,（2）对象：原子、分子和离子这一层次上的实物，也常称之为物质。,（3）目的：通过实验的观察来认识物质的化学变化规律，并将这些规律应用于实际的化工生产中。,2、化学的发展,古代化学时期(17世纪中叶以前),(1)古代化学实用技术(公元前后),人类文明的起点火的利用 历史悠久的工艺制陶 冶金化学的兴起

3、最早使用的冶金青铜,(2)炼金、炼丹时期(公元前后-公元1500年),东汉魏伯阳周易参同契阐明长生不死之说 东晋葛洪抱朴子确立了道教神仙理论体系,(3)医化学时期(公元1500-1700年),化学的目的并不是为了制造金子和银子而是为了制造药剂。,1700年Stahl（施塔尔 ） 燃素 1774 Lavoisier（拉瓦锡） 氧化理论,(4)燃素学说时期(公元1700-1774年),公元前100年中国发明造纸术，东汉蔡伦总结并推广造纸术，使世界历史科技信息得以交流与保存。公元700-800年，唐朝伏硫磺法中最早记载了黑火药的三组分。火药于13世纪传入阿拉伯，14世纪才传入欧洲。公元前2000年中

4、国已会熔铸红铜。公元前1700年中国已开始冶铸青铜。公元前200年，中国炼出了球墨铸铁，比英国、美国领先了2000年。,中国古代对化学发展贡献,近代化学时期(17世纪后半叶-19世纪末),商朝末年 西伯昌用阴阳八卦来解释物质的组成 英国的波义耳第一次给元素下了一个明确的定义 1803年Dalton （道尔顿）建立的原子论 1808年Gay-Lussac （盖吕萨布）的气体简比定律 1811年Avogadro（阿佛加德罗)定律和分子论 1869年门捷列夫创立元素周期律,法国化学家拉瓦锡,1777年建立燃烧现象的氧化学说，使近代化学取得了革命性的进展。,俄国化学家门捷列夫1869年发现元素周期律，

5、把化学元素及其化合物纳入一个统一的理论体系。,英国化学物理学家道尔顿1803年提出原子学说,为近代化学奠定了坚实的基础。,阿伏加德罗毕生致力于原子-分子学说的研究。1811年首先引入了“分子”概念，并把它与原子概念相区别,提出阿伏加德罗定律。,现代化学时期(20世纪以来),合成氨、合成蛋白质、合成抗生素、新药物、新材料和高分子化学合成技术 20世纪化学的辉煌成就,化学21世纪的中心科学,X射线、放射性和电子19世纪末的三大发现,1965年，我国的科学工作者在世界上第一次用化学方法合成了具有生物活性的蛋白质结晶牛胰岛素。它是牛胰脏中胰岛-细胞分泌的一种调节糖代谢的蛋白质激素。这是世界上第一个人工

6、合成的蛋白质,牛胰岛素分子结构模型,1981年11月20日，中国生物化学家继人工合成牛胰岛素后，又用人工方法第一次成功地合成了具有与天然分子相同化学结构和完整生命活力的酵母丙氨酸转移核糖核酸。,核糖核酸,1965年，有机合成大师Woodward合成维生素B12,维生素B12,Penicillin G 青霉素,1928年英国细菌学家弗莱明首先发现了世界上第一种抗生素青霉素，1941年前后英国牛津大学病理学家霍华德弗洛里与生物化学家钱恩实现对青霉素的分离与纯化，并发现其对传染病的疗效，弗莱明、弗洛里、钱恩三人共同获得1945年诺贝尔奖。,化学发展史,时代 古代 近代 现代实践 理论,烧制陶器；铜、

7、铁合金冶炼；酿酒,化石燃料的开采利用；造纸；药物化学兴起；冶金化学探究,微观粒子的研究；物质的合成化学与其它学科的渗透,未有科学理论作指导,原子、分子学说建立；元素周期律的发现,现代物质结构理论,化学与“信息、生命、材料、环境、能源、地球、空间和核科学”等八大高新科技领域都有紧密的联系，产生了许多交叉学科。,3、化学的分类,28,无机化学(inorganic chemistry) ：以元素周期律和物质结构理论为基础来研究一切元素及其化合物的学科,分析化学(analytical chemistry) ：研究物质化学组成的鉴定、测定方法、测定步骤及有关原理的学科,有机化学(organic chem

8、istry) ：研究碳的化合物的学科,物理化学(physical chemistry) ：应用物理学测量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,化学发展方向,化学发展特点：既高度分化又高度综合。 高分子化学、放射化学、地球化学、工业化学、 农业化学、环境化学等,生物大分子的结构化学结构生物学， 生物大分子的物理化学理论生物物理， 人类基因组计划主要内容实际上是基因测序的分析化学、仪器分析和凝胶层析等“分离与分析化学”，并结合生物信息学方法的综合性研究 生物体液成份与功能的研究涉及“溶液理论、胶体化学”等方面的大量内容， 生物小分子(糖、血红素、叶绿

9、素、维生素)的化学结构的研究， 生物大分子（蛋白质、酶）的分离提纯技术及化学结构的研究， 活性生物分子的合成（维生素B12、胰岛素）。,化学与生命科学的交叉领域,二、化学与医学的关系,化学为医药的发展 提供理论支持和把握正确的发展方向,化学与药物 化学与医学检验 化学与生命过程 化学与后续课程,16世纪就提出制造药物来医治疾病 1800年，Davy发现了N2O的麻醉作用后来有更多更好的麻醉药被应用于临床 1932年，Domagk发现一种偶氮胺染料可以治 疗细菌性败血症此后，制备了许多新型的磺胺药物，开 创了今天的抗生素领域,现代医学于化学的关系更加密切（1）体内许多生理、病理现象，如消化、呼吸

10、、排泄等都包含复杂的化学变化。人体的基本营养物质糖、脂肪、蛋白质、无机盐等的代谢同样也遵循化学的基本原理和规律。 （2）在疾病诊断、治疗过程中，需要进行化验和用药，如测定血、尿等生物标本中某些成分的含量，所用药物讲究其结构、化学性质、纯度等对药理作用、毒副作用的影响以及药物间的配伍。 （3）在卫生监督、疾病预防等方面，如饮水分析、食品检验、环境监测等都需要化学。随着科技的进步，现代医学已经逐渐发展到了分子层次，化学的研究成果对此起了重要的推动作用。,本课程特点基本概念、基本理论多，内容繁杂、抽象,三、医用化学的学习方法,学习医用化学的方法和态度,学习概念和原理要把握形成概念的基础和目的否则易钻

11、牛角尖,尊重客观事实是第一位，任何对它的解释都是第二位,预习思考听讲记录练习提高； 课本落实主动学习； 课外参考资料扩大知识面； 勤于思考，重视培养自学的能力。,预习,1、（1）物质的量定义 （2）单位摩尔 （3）阿伏伽德罗常数（4）物质的量、阿伏伽德罗常数和粒子数的关系 2、（1）摩尔质量的定义（2）摩尔质量的单位和符号（3）物质的量、物质的质量和摩尔质量的关系,第二节 物质的量及其单位,一、物质的量及其单位（掌握） 二、摩尔质量（熟悉）,阿伏加德罗（1776-1856),意大利物理学家、化学家,16岁考入都灵大学,他 提出分子假说(1811年): 原子是参加化学反应的最小质点 分子是保持物

12、质性质的最小微粒 化学变化的实质就是分子的破裂和原子 的重新组合,阿伏伽德罗的重大贡献，是他在1811年提出了一种分子假说:“同体积的气体，在相同的温度和压力时，含有相同数目的分子。把这一假说称为阿伏伽德罗定律。这一假说是根据J.-L.盖-吕萨克在1809年发表的气体化合体积定律加以发展而形成的。阿伏伽德罗在1811年的著作中写道:“盖-吕萨克在他的论文里曾经说，气体化合时，它们的体积成简单的比例。如果所得的产物也是气体的话，其体积也是简单的比例。这说明了在这些体积中所作用的分子数是基本相同的。由此必须承认，气体物质化合时，它们的分子数目是基本相同的。“阿伏伽德罗还反对当时流行的气体分子由单原

13、子构成的观点，认为氮气、氧气、氢气都是由两个原子组成的气体分子。,当时，化学界的权威瑞典化学家J.J.贝采利乌斯的电化学学说很盛行，在化学理论中占主导地位。电化学学说认为同种原子是不可能结合在一起的。因此，英、法、德国的科学家都不接受阿伏伽德罗的假说。一直到1860年，欧洲100多位化学家在德国的卡尔斯鲁厄举行学术讨论会，会上S.坎尼扎罗散发了一篇短文化学哲学教程概要，才重新提起阿伏伽德罗假说。这篇短文引起了J.L.迈尔的注意，他在1864年出版了近代化学理论一书，许多科学家从这本书里了解并接受了阿伏伽德罗假说。阿伏伽德罗定律已为全世界科学家所公认。阿伏伽德罗数是1摩尔物质所含的分子数，其数值

14、是6.021023/mol，是自然科学的重要的基本常数之一。,阿伏伽德罗毕生致力于化学和物理学中关于原子论的研究。当时由于道耳顿和盖-吕萨克的工作，近代原子论处于开创时期，阿伏伽德罗从盖-吕萨克定律得到启发，于1811年提出了一个对近代科学有深远影响的假说:在相同的温度和相同压强条件下，相同体积中的任何气体总具有相同的分子个数。但他这个假说却长期不为科学界所接受，主要原因是当时科学界还不能区分分子和原子，同时由于有些分子发生了离解，出现了一些阿伏伽德罗假说难以解释的情况。但是直到1860年，阿伏伽德罗假说才被普遍接受，后称为阿伏伽德罗定律。它对科学的发展，特别是原子量的测定工作，起了重大的推动

15、作用。,阿伏伽德罗定律：同体积的气体，在相同的温度和压力时，含有相同数目的分子。,微 观(粒子数),宏 观（质量）,CO2CO2,质 量：,12g 32g 44g,微粒数：,1个 1个 1个,化学反应中量的关系,点燃,?,宏观物质,微观粒子,物质的量,53,国际单位制 （SI）国际单位制源自18世纪末科学家的努力，最早于法国大革命时期1799年被法国作为度量衡单位（米制）。1960年, 第11届国际计量大会 (General Conference of Weights and Measures;法文Conference Generale des Poids et Mesures,CGPM) 将

16、以米、千克、 秒、安培、开尔文、坎德拉这六个基本单位为基础的单位制命名为 “国际单位制” ， 用符号“ SI ” 表示。1971年, 第14届CGPM又决定增加第 7 个基本单位 摩尔。,1971年，由41个国家参加的第14届国际计量大会上，正式宣布了国际纯粹和应用化学联合会、国际纯粹和应用物理联合会和国际标准化组织关于必须定义一个物理量单位的提议，并作出决议。从此，“物质的量”就成为了国际单位制中的一个基本物理量，物质的量的单位为摩尔。,参考资料,国际单位制中七种基本物理量及其单位,摩【尔】,mol,（一）物质的量,注意：是国际单位制七个基本物理量之一,符号为n 。,是表示含有一定数目（微观

17、）粒子的集合体。,分子、原子、离子、电子、质子,特殊组合等,是一个专用名词，不能拆开理解。,描述的对象是微观粒子集合体。,一、物质的量及其单位,定义：表示构成物质的微观粒子数目的物理量,是物质的量的单位，符号为mol ，简称摩。,摩尔作为物质的量的单位，这一单位只适用于微观粒子，不适用于宏观。,使用摩尔作为单位表示物质的量时，必须指明微粒的种类，如原子、分子、离子等。或者用化学式来表示,（二）物质的量的单位摩 尔,只能写成1.5 mol NaOH 1 mol H 1 mol H2 若写成1 mol氢 等形式就是错误的,基 准,1米,1千克,1摩尔,光在真空中于1/299792458秒时间间隔内

18、所经路径的长度,国际千克原器的质量,0.012Kg 12C中所含的碳原子数,国际规定：1mol粒子集体所含的粒子数与0.012Kg12C 中所含的碳原子数相同，约为6.021023。,意大利科学家,1mol任何粒子的粒子数, 叫阿伏加德罗常数, 符号为NA， 通常用 6.021023mol-1表示,已知一个碳原子的质量为1.99310-26kg碳原子个数=0.012kg/1.99310-26kg,阿伏加德罗常数,物质的量,微粒个数,（约6.021023）,=,/,判断下列说法是否正确 （A）1 摩尔氧（B）1 摩尔氧原子 （C）2 摩尔氢 （D）3 摩尔 水 （E）0.5 摩 二氧化碳 （F）

19、 1mol气球,思考,错误，必须指明微粒的种类，是氧原子、氧分子还是氧离子,正确 1mol O,错误，2mol H2,正确 3mol H2O,正确 0.5mol CO2,注意,必须指明微粒的种类，如原子、分子、离子等。,错误 只适用于微观粒子,练习：下列说话是否正确,1mol铅笔 ( ) 1mol氧 ( ) 1molH2O ( ) 1molOH- ( ) 1molFe ( ),说出下列含义2 mol H 3.5 mol H20判断正误1 mol H ( ) 1 mol CO2 ( ) 1 mol 大米 ( ) 1 mol 氧 ( ),2摩尔氢原子,3.5摩尔水分子,思考1molH2O含有 个水

20、分子 1molAl含有 个铝原子 0.5molH2O含有 个水分子 0.5molAl含有 个铝原子,6.021023,6.021023,3.011023,3.011023,1molH2SO4中含有个硫酸分子 2molH2O中含有水分子 个 0.5molO2中含有氧分子个 1molC2H5OH中含有个酒精分子，氢原子氧原子。,6.021023或NA,1.2041024或2NA,3.011023或0.5NA,6.021023或NA,3.6121024或6NA,6.021023或NA,计算,1、1molC中含有_个碳原子,2、0.3 mol H2SO4含有 -个硫酸分子,3、1molNa2CO3中含

21、有_molNa+、_molCO32-离子，共含有离子的个数为_个。,6.021023,.1023,2,1,.0102,1“物质的量”是指（ ）,A. 物质的质量 B. 物质的微观粒子数 C .物质的质量与微观粒子数 D .能把物质的质量同微观粒子数联系起来的一个基本物理量,D,2.下列说法中正确地是（ ）,A1 mol氧 B. 1 molH2SO4 C. 1 mol米 D. 1 mol面粉,B,3.在1 molH2O中( ),A.含1molH B.含6.021023个氢原子 C.含6.021023个水分子 D.含3.011023个氧原子,C,课堂练习,1、2molC约含有（ ）个碳原子 2、1

22、0molH20约含有（ ）个水分子 3、1molSO42-约含有（ ）个硫酸根 4、0.5molH2约含有（ ）个氢气分子 5、3.011023个C的碳有（ ）mol,1.2041024,6.021024,6.021023,3.011023,0.5,回顾,1. 物质的量是表示含有一定数目粒子的集合体的物理量，摩尔是它的单位。,2. 1mol任何粒子集体所含粒子数叫阿伏加德罗常数，约为 6.021023mol-1,3. 物质的量及其单位摩尔只适用于微观粒子。,物质所含粒子数目,阿伏加德罗常(mol-1),物质的量与粒子数之间的关系,物质的量 =,(mol),n N / NA,用符号表示：,回顾,

23、1mol不同的物质中所含的粒子数是相同的,都约为6.02x1023 个.请问1mol物质的质量是相同的吗? 1mol物质的质量是多少呢?,思考,请找出1mol物质的质量有什么规律,物质的量,摩尔质量,典型例题,课堂引言,18g,32g,44g,65g,18,32,44,65,计算1mol下列物质或微粒的质量,1 mol 任何粒子或物质的质量，以克为单位时，在数值上都与该粒子相对原子质量或相对分子质量相等。,1mol物质质量,摩尔质量单位物质的量的物质所具有的质量,1mol任何粒子或物质的质量以g为单位时，数值上都与其相对分子质量（或相对原子质量）相等,符号： 单位：gmol gmol,二.摩尔

24、质量,物质的量,摩尔质量,典型例题,课堂引言,课堂练习,例如,Mg的摩尔质量是24 g/mol SO2的摩尔质量是64 g/mol CO32-的摩尔质量60 g/mol,KCl的摩尔质量是74.5 g,摩尔质量,物质的量,质量,m,=,M,n,物质的量,摩尔质量,典型例题,课堂引言,课堂练习,物质的量( n ) 、质量( m )和摩尔质量( M )三者之间的关系： m = n M,n=,m,M,质量 (m),M, M,物质的量(n),物质的量,摩尔质量,典型例题,课堂引言,课堂练习,M=,m,n,巩固练习：,2、下列说法是否正确，说明理由。（1）1molO2的质量是32g/mol（2）H2的摩

25、尔质量是2g,1、O2的摩尔质量A.32 B.32g C. 32g/mol D.32mol/g E .16g/mol,3 、2mol O2 的质量是多少？,练习1 1mol N2的质量,m(N2) = Mn = 28g/mol X 1mol = 28g,练习2 0.5mol CaCO3的质量,m(CaCO3) = Mn = 100g/mol X 0.5mol = 50g,练习3 39.2g H2SO4的物质的量,n(H2SO4) = m/M = 39.2g / 98g/mol = 0.4mol,练习4 12.4g NO3-的物质的量,n(NO3-) = m/M = 12.4g / 62g/mo

26、l = 0. 2mol,24.5g H2SO4的物质的量是多少？,解：,n(H2SO4) = m(H2SO4) / M(H2SO4),= 0.25mol,答： 24.5g H2SO4的物质的量是0.25mol,例题,注意解题格式,物质的量,摩尔质量,典型例题,课堂引言,molH2SO4的质量是多少？,解：,m(H2SO4)= n(H2SO4)M(H2SO4),=2 mol98 gmol,= 196 g,答：molH2SO4的质量为196g,例题,注意解题格式,物质的量,摩尔质量,典型例题,课堂引言,课堂练习,m= n M,molH2SO4中氧元素的质量是多少？,解：1个硫酸分子中含有4个O，O

27、的质量是：,m(O)= n(H2SO4)4 M(O),=2 mol416 gmol,= 128g,答：氧元素的质量为128g,例题,注意解题格式,物质的量,摩尔质量,典型例题,课堂引言,课堂练习,n N /NA,n = m/M,N /NA = n = m/M,（1）4gH2中大约含有个H2,4gH2中大约含有个H,1.204 1024,2.408 1024,既然物质的量是桥梁，在做题时应先求该物质的物质的量，然后再根据相应公式求质量或粒子个数,例题：求1.2041023个SO2的质量,解：,例题：求32gSO2中氧原子的个数,解：,Nn NA,n N /NA,例：填写下列空白,6.021023

28、,(1) 1mol O中约含有_个O,(2) 3mol H2SO4中约含有_个H2SO4,(3) 4mol O2中约含有_个O2,(4) 10mol Na+中约含有_个Na+,(5) 28mol e-中约含有_个e-,(6) 1.2041024个H2O，其物质的量为_.,36.021023,4 6.021023,106.021023,286.021023,2mol,例：1 mol H2O中含有多少摩尔H，多少摩尔O？,H2O,2 H,O,1,2,1,NA,2NA,NA,1mol,2mol,1mol,推出,粒子之间的个数比就是物质的量之比,例：下列关于阿伏加德罗常数的说法正确的是：,A. 6.0

29、21023就是阿伏加德罗常数,B. 12 g 碳-12 含有的碳原子数就是阿伏加德罗常数,C. 1 molKClO3中含有3mol氧元素,D. 1摩氯含有 6.021023 个氯分子,结论：,1、1mol任何原子的质量以克为单位时, 在数值上 等于这种原子的相对原子质量,2、1 mol 任何分子的质量以为单位时,在数值上等于这种分子的相对分子质量,3、1 mol 任何离子的质量以克为单位时在数值上等于这种离子的式量.,符号: M,摩尔质量,M ,m,n,单位：,数值：,单位物质的量的物质所具有的质量,定义:,计算式：,gmol-1或者g/mol,等于相对原子(分子)质量,总结,课堂练习 1、1

30、 mol Cu 的质量是 _ 克； 2、1 mol O2 质量是 _ 克； 3、1 mol Cl- 质量是 _ 克； 4、1 mol NaCl 质量是 _ 克。,64,32,35.5,58.5,5、氯分子的摩尔质量是 g.mol-1,71,40,7 、镁原子的摩尔质量是 g.mol-1,24,8、Cl离子的摩尔质量是 g.mol-1,35.5,9、K+ 离子的摩尔质量是 g.mol-1,39,课 堂 练 习,6、氢氧化钠的摩尔质量是 g.mol-1,辨 析,相对原子质量 相对分子质量,1mol物质的质量,单 位,数 值,1,g,摩尔质量,相 同,gmol-1,下列说法正确的是（ ）A. Na的

31、摩尔质量为23g B. Na的摩尔质量为23 C. Na的摩尔质量为23g/mol D. Na的摩尔质量为23g10-2kg/mol,C,练习,计算,2molCu的质量是_，5molSO2的质量是_。,128 g,320 g,根据以上问题能否得出 物质的量( n )， 质量( m ) 与摩尔质量( M )三者之间的关系？,mM,计算公式：,mol2SO4的质量是多少？,解：,m(H2SO4)= n（H2SO4）(H2SO4),=2 mol98 gmol,=196g,答：mol2SO4的质量为196g,例题,mol2SO4中氧元素的质量是多少？,解：个硫酸分子中含有个，的质量是：,m()= n（

32、2SO4 ） (),= mol4gmol,= 128g,答：氧元素的质量为128g,例题,196 克2SO4的物质的量是多少?,n (H2SO4) =,196g,98g.mol-1,= 2 mol,答：196克硫酸的物质的量2mol。,例题,m (H2SO4) M (H2SO4),=,12.6 克HNO3里含有多少个HNO3分子?,n (HNO3) =,12.6 g,63g.mol-1,= 0.2 mol,答：12.6克HNO3里含有 1.204 1023个HNO3分子。,N (HNO3) =,0.2 mol6.021023mol-1,= 1.204 1023,例题,练习1：已知1.5mol某

33、气体的质量是48g (1)求这种气体的摩尔质量 (2)这种气体是_A.CO2 B.SO2 C.O2 D.NO,解：已知n=1.5mol m=48g,这种气体是O2,例题,物质的量与质量的关系： 质量=物质的量摩尔质量 m = n M 物质的量、质量、微粒数之间的关系：,n,m,N,小结:,m,n,N,M, NA,NA, M,宏观可测量,微观不可测量,1. 下列叙述中正确的是( ),A. 同质量的H2和Cl2含有的分子数同样多 B. SO42的摩尔质量是96gmol-1 C. 阿伏伽德罗常数恰好为6.021023mol1 D. 二氧化碳的摩尔质量是44g,练习,B,2.下列气体中所含分子数目最多

34、的是( )A.1gH2 B.10gCO2 C.30gCl2 D.17gNH3,D,1、摩尔是 A、表示物质的量 B、物质的量的单位 C、物质质量的单位 D、表示含有6.021023个微粒 E、物质体积的单位2、16g氧气的物质的量A、0.5mol B、1mol C、2molD、0.05moI E、0.005mol3、水分子（H2O）的摩尔质量是A、9g/mol B、9g C、18gD、18g/mol E、17g/mol,4、下列各物质均为0.5mol,其质量最小的是A、NH3 B、N2 C、NO2D、O2 E、H2 5、下列各物质的质量相同，物质的量最多的是A、H2O B、H2SO4 C、NaOHD、Na2SO4 E、kCI,