无机及分析化学绪论 ppt课件.ppt

无机及分析化学 1 无机及分析化学 第四版 南京大学 无机及分析化学 编写组 2 目录 第一章气体和溶液第二章化学热力学初步第三章化学平衡和化学反应速率第四章解离平衡第五章氧化还原反应第六章原子结构第七章分子结构第八章配位化合物 3 无机及分析化学课程的特点 1 无机化学是研究单质和化合物的组成 性质和结构的学科 分析化学是研究测定物质含量方法 鉴定化合物组成的学科 而无机及分析化学是将无机化学和分析化学合二为一的课程 2 内容多 课时少 需要大家课后多去自主学习 3 环境系统本身就由众多繁杂物质组成的集合体 如 生命体由细胞 线粒体 溶酶体等等 当今科技已发展到从分子水平上研究生物科学 产生了环境化学 环境生物学 环境毒理学等新型学科 这些学科的研究越来越离不开化学原理 化学知识和化学分析技术 4 无机及分析化学是化学和环境专业同学的一门重要的专业基础课 4 无机及分析化学课程的学习任务 掌握理想气体状态方程 道尔顿分压等 了解稀溶液依数性和胶体溶液的相关特性 理解热力学第一 第二定律及相关的化学知识及含义 知晓焓的概念和意义 理解吉布斯自由能的意义及应用 理解化学平衡 学会描述化学反应速率 掌握解离原理 熟悉同离子效益 盐效应 知晓缓冲溶液相关知识 及沉淀溶解平衡的计算 理解氧化还原反应的概念 掌握电极电势的技术和应用 了解物质结构 原子 分子 的基础知识 掌握配位化合物的定义 类型和命名等 熟悉配合化合物的解离平衡及螯合物的稳定性等 5 学习方法 首先 课前初步预习 带着问题听课 其次 体会课堂教学重点 记笔记 记重点 然后 课后及时总结 及时复习和做作业 定期归纳和梳理 最后 考前认真复习 抓住重点 以点带面 另外 认真做实验 用所学理论知识分析实验现象 巩固理论知识 在正确的理性思维指导下学习 6 参考书与考核方式 参考书籍 普通化学原理 华彤文等编 北京大学出版社 无机化学 北京师范大学编 高等教育出版社 无机及分析化学 浙江大学编 高等教育出版社 无机及分析化学学习指导 浙江大学编 高等教育出版社 其他相关的环境 化学类的期刊 文献 书籍等 考核方式 平时 30 基准90分 每缺课一次 扣5分 作业抄袭或不做 一次扣5分 期中 15 考核方式多样 如考试 论文 读书报告等 期末 55 闭卷考试 7 化学 一门既原始又现代的学科 一门中心的 实用的和创造性的科学 化学的定义 化学为各种物质在原子 分子层次上变化之科学 北京大学化学系教授 物理化学家 唐有祺 绪论 8 化学是一门实用的科学 当前一些重大的工业过程基本上都基于化学过程 世界专利发明中有20 以上与化学有关 发达国家从事研究与开发的科研人员中 化学与化工专家占50 左右 化工企业产品 石油 纺织 医药 建材等 的更新换代依靠化学的进步 而化工产品的产值和出口比例在国民经济中一直保持着领先地位 几乎所有的环境污染问题都和化学物质息息相关 化学已经涉及到社会 环境 生态系统的各个环节之中 9 2 4 10 11 钥匙 锁模型 Key 12 alldrugsthatactlikemorphinehavethesamebasicthree dimensionalshapeasmorphine T shapedthreedimensionalstructurefoundinallopioids morphine codeine heroine 13 化学的历史演变 生产生活 人类第一次认识和利用的化学反应 用火 就从野蛮开始进入了文明 之后 人类学会制作陶器 冶炼青铜等金属 炼丹家更是在寻求长生不老之药的过程之中使用了燃烧 煅烧 蒸馏 升华等化学基本操作 造纸 染色 酿造 火药等使人类生活质量提高的生产技术的发明无一不是经历无数化学反应的结果 化学从一开始就和人类的生活密切相关 14 18 19世纪的工业革命和科技大发展 都是以对化学科学的认识的提高为基础才实现的 化学的研究逐步走向分子 原子等微观结构过程 20世纪是化学取得巨大成就的世纪 化学的研究对象从微观世界到宏观世界 从人类社会到宇宙空间不断地发展 20世纪生命化学 环境毒理学等的崛起给古老的化学注入了新的活力 延伸了化学的研究领域 在新世纪中 化学必将给人类社会的进步起到越来越重要的作用 对人类生活 生产的影响也将更加明显 化学的历史演变 生产生活 15 Chemistryisacentralscienceusefultoourlives Mostofthematerialitemsinanymodernhouseareshapedbysomehuman devisedchemicalprocess 16 化学是提高人类生存质量和生存安全的有效保障 对环境无害的化学品 生活用品的生产方式的探索 研究环境污染的产生 转化和与人体的相互作用 提出优化环境建立洁净生活空间的途径 从分子水平了解病理过程 提出检测方法 分析环境污染物的毒性和影响机理 建议预防途径 合成高效低毒的抗菌和抗癌药物 提高人民的健康水平 进行环境污染物的分析 建立环境污染控制的措施和预防途径 预测污染的迁移 转化等 17 化学与环境 1 化学物质的合成与环境塑料橡胶纤维等对生态环境和对生物体的影响 化学合成物质对环境可能造成的污染和破坏 对生物体可能造成的伤害等 2 新功能材料光电材料 信息储存材料 超导等新功能材料研发对环境 对生物体的影响 特别是对生物体遗传物质的影响 在环境污染的治理和控制的使用等 18 人类基因组项目和DNA序列分析 在分子水平上认识人类 有助于治疗疑难病症和进行保健事业 生物驱术以及制药工业的新革命 人类基因组项目 HumanGenomeProject HGP 1990年美国制定了HGP 计划在15年内投资30亿美元 完成全部脱氧核糖核酸 DNA 测定 定位及遗传学研究 人类基因组项目研究的主要目的是测定人类基因组30亿碱基对的DNA序列 建立人类基因库 使人们进入21世纪时能用生物分子学方法研究广泛的生物医学问题 DNA序列分析 DNASequencing 2000年6月26日 人类基因草图正式发表 比推出人类基因草图的原计划2005年提前5年 人类基因草图之所以能提前完成 主要得益于毛细管电泳技术的发展 是分析化学家起了关键作用 19 三聚氰胺的检测 三聚氰胺 英文名Melamine 是一种三嗪类含氮杂环有机化合物 重要的氮杂环有机化工原料 蛋白质主要由氨基酸组成 其含氮量一般不超过30 而三聚氰胺的分子式含氮量为66 左右 通用的蛋白质测试方法 凯氏定氮法 是通过测出含氮量来估算蛋白质含量 由于食品和饲料工业蛋白质含量测试方法的缺陷 三聚氰胺被不法商人用作食品添加剂 以提升食品检测中的蛋白质含量指标 因此三聚氰胺也被人称为 蛋白精 参照美国食品化学品法典 FCC 三聚氰胺HPLC UV定量方法 同时还可采用HPLC MS检测方法对婴儿食品 宠物食品 饲料及其原料进行三聚氰胺的检测 20 Hydrogen BondingRecognition InducedColorChangeofGoldNanoparticlesforVisualDetectionofMelamineinRawMilkandInfantFormula J Am Chem Soc 2009 131 27 9496 9497 DetectionofMelamineinMilkProductsbySurfaceDesorptionAtmosphericPressureChemicalIonizationMassSpectrometryAnal Chem 2009 81 7 2426 2436 21 与环境化学科学的关系 牛胰蛋白酶 22 SOD二聚体 与环境化学科学的关系 23 菠菜SOD 与环境化学科学的关系 24 Taxol Fig14 4originallyisolatedfromthebarkofthepacificyewtree Taxolisacomplexnaturalproductusefulinthetreatmentofvariousformsofcancer 手性现象 化学分子式不足以表示分子结构 在生命体内分子的空间结构十分关键 25 Hydrogenenergy Fuelcell OverallReaction H2 O2 H2OAnode H2 2e 2H Cathode O2 4e 2O2 1 23V 26 ChemistryandBiologicalScienceandHealth DNADoubleHelix 27 1955年维格诺德 Vigneand 首次合成多肽激素而获得了诺贝尔化学奖 1962年肯德鲁 J C Kendrew 和佩鲁 M F Perutz 利用X 射线衍射成功地测定了鲸肌红蛋白和马血红蛋白的空间结构而获得了诺贝尔化学奖 1980年伯格 P Berg 桑格 F Sanger 和吉尔伯特 W Gilbert DNA分裂 重组和测序而获得了诺贝尔化学奖 1982年克卢格 A Klug 发明 象重组 技术 利用X 射线衍射法测定了染色体的结构而获得了诺贝尔化学奖 1984年梅里菲尔德 R B Merrified 发明多肽固相合成技术而获得了诺贝尔化学奖 19