生物无机化学讲稿
第一章绪论
1．授课课时：2学时
2．教学目的：
1.掌握生物无机化学的定义和作为一门新兴的边缘学科的基本任务、发展前景和价值；
生物体内无机元素及其功能；
2.理解生物无机化学的研究方法和重要意义、生物体中无机元素及其生物功能；
3.了解生物无机化学的基本概念、研究领域、研究方法及重要意义，生物无机化学的
发展历史、现状和相关研究领域，无机元素对生物体的重要性及相关知识。
3．教学重点与难点：
重点：生物无机化学的定义、基本任务、发展前景和价值；生物体内无机元素及其功能；生物无机化学的研究方法和重要意义；生物无机化学的基本概念、研究领域、研究方法及重要意义，生物无机化学的发展历史、现状和相关研究领域，生物体中无机元素及其生物功能。
难点：生物体中无机元素及其生物功能；生物无机化学的研究领域、研究方法及重要意义。
4．教学进程：第1节安排0.5学时，第2、3节安排1.5学时。
5．教学方法：多媒体讲授
§1-1 生物无机化学—一门新兴的边缘科学
“无机”这个词，意味着“与有机体无关”。但现在发现，“无机”元素及其化合物在有机体中起着重要作用。例如生物体内有些金属的含量在1000万个原子中才有一个金属原子，但如果没有这些微量元素，生命就不存在。生物化学家已着手研究酶和其它有生物活性的化合物分子细节，为此，他们不得不研究无机化合物，特别是金属配合物。另一方面，无机化学家已逐渐认识到，在他们所研究的化合物与含有金属离子的重要生物化合物之间，存在着许多相似之处。于是，这两种研究趋势就发展成为一门生机勃勃的新学科——生物无机化学。这门新学科正在迅速地把传统的无机化学和生物化学紧密地联系起来。摘自奥西埃《生物无机化学导论》前言第一段
生物无机化学（Bioinorganic Chemistry）或无机生物化学（Inorganic
１
Biochemistry）,在内容和体系上没有严格的区别，只是前者侧重于无机化学，后者侧重于生物化学。顾名思义，是介于生物化学和无机化学之间的内容十分广泛的边缘学科。
广义地说：生物无机化学是在分子水平上研究生物体内与无机元素（包括生命金属和大部分生命非金属）有关的各种相互作用的学科。
狭义地说：生物无机化学是应用无机化学（特别是配位化学）的理论和方法研究无机元素、无机化合物与生物体系及其模拟体系的相互作用的学科。
简单地说：就是研究无机元素物种在生物体中的作用。
生物无机化学是一门年轻的学科，早期的研究工作始于20世纪四五十年代(例如,在二战期间西方国家为军事需要,要求科学家模拟血红蛋白研究人工载氧体)。1970年在在美国Virginia(维吉尼亚)州举行了国际生物无机化学学术讨论会，会议的19篇报告汇编成《生物无机化学》（Bioinorganic Chemistry），是系统介绍生物无机化学的第一篇论著。1971年D.R.Willims出版专著《生命金属》(The Metal of Life)，同年美国化学家主编的杂志Bioinorganic Chemistry创刊，该杂志1979年更名为Journal of Inorganic Biochemistry。1973年开始，H.Sigel等主编丛书Metal Ions in Biological Systems，系统地收集金属离子在生物体系中的结构、性质和功能的数据，1977年发起成立国际生物无机化学协会。1995年再次发起成立国际生物无机化学学会，并于1996年出版会刊Journal of Biological Inorganic Chemistry，至1999年短短两年多，该刊物已跃居为国际上最有影响的刊物之一，影响因子（Impact Factor）达到4.412。该学会组织了一系列促进生物无机化学学科发展的学术活动得到了全世界生物无机化学工作者的支持，根据1997年统计，会员有来自44个国家近500名专家学者，这些都是生物无机化学发展和日益重要的标志。自1983年起，由组成生物无机化学国际会议组织委员会，决定每两年召开一次会议。从第一次会议在意大利佛罗伦萨（1983）召开以来，相继召开第二次到第九次国际生物无机化学会议，参加代表近千人，交流论文700多篇。第十次于2001年8月又回到第一次会议的地址意大利的佛罗伦萨召开。这些学术活动大大促进了生物无机化学的发展。
２
我国的生物无机化学研究起步稍晚，直到20世纪70年代末，一些高校和研究单位才开展了这方面的工作，用中科院院士王夔的话说：“在中国,文革后,当化学家回到图书馆和实验室,查阅过去2 0年文献时,才发现那期间在生物科学与化学之间出现了生物无机化学和生物有机化学这些新学科”。
但很快建立起一支队伍，研究水平也不断提高。中国化学会于1987年11月在北京举行了首届“生命科学中的化学问题”研讨会，会议论文由王夔主编成《生命科学中的化学问题》一书。中国化学会还组织了多次大型生物无机化学学术讨论会，包括多次全国生物无机化学学术讨论会和三次生物无机化学前沿讨论会。
自1984年在华中理工大学召开第一届全国生物无机化学学术讨论会以来，先后召开第二至第六届分别在中科院长春应化所、中山大学、北京医科大学和山西大学等地举行，2000年10月在华中科技大学举行的已是第七届会议。由于生物无机化学在工农业和医学上的广泛应用，促进了应用生物无机化学的发展。自1990年起，王夔和John Webb发起每两年召开一次国际应用生物无机化学学术讨论会。第一次于1990年4月在武汉华中理工大学举行；第二届在中山大学举行；第三次至第五次分别在澳大利亚、南非和希腊召开。第六次在英国召开。王夔、韩万书主编的《中国生物无机化学十年进展》（1997）综述了我国生物无机化学研究成果。在国家自然科学基金的支持下，我国生物无机化学研究已取得了一些有分量的研究成果，其中在某些研究领域的成果颇有特色，在稀土生物无机化学和金属蛋白、金属酶的反应及反应规律研究某些方面的成果处于国际同类研究的前列，应用生物无机化学研究已经为国际同行所重视。我们相信，在新的世纪里，我国生物无机化学工作者会本着创新与提高的精神，继续努力，取得更大的成绩。
§1-2 生物无机化学在发展中的研究课题
生物无机化学目前正处于蓬勃发展阶段。在生物无机化学领域里，目前开展的研究课题很多。根据国家自然科学基金委员会组织编写的自然科学学科无机化学发展战略调研报告和2001年4月国家自然科学基金委员会化学科学部在上
３
海召开的21世纪中国无机化学发展战略研讨会的报告，关于生物无机化学学科值得研究的课题可归纳如下：
1、金属酶和金属蛋白的结构和功能
金属蛋白：是指以蛋白质作为配体的金属配合物。它的种类很多，结构不同，功能各异。
金属酶：是具有生物催化功能的金属蛋白。大约1/3的酶是金属酶，金属离子多数处于催化活性部位。目前研究较多的有铁酶、锌酶、铜酶和钼酶等。
2、金属离子及其配合物与生物大分子的相互作用
包括：金属离子及配合物与核酸及核苷酸相互作用的研究；基于某些手性金属配合物能对B型和Z型DNA选择性分子识别而合成的许多金属配合物能作为DNA探针，与DNA定位结合和DNA定向切割，起着核酸酶的功能。用小分子过渡金属配合物与大分子DNA的相互作用研究去探索大分子DNA的结构、作用机制及其功能，这将为DNA分子光开关、基因芯片、DNA生物传感器、DNA生物计算机等的开发研究提供理论基础。蛋白质与金属离子的作用是一个经典的课题，目前重要的研究方向是金属结合引起的构象变化，缔合及装配等引起的后续生物效应。
3、生物矿化
生物矿化材料（骨、牙、软骨、软体动物的外骨骼、蛋壳等）是由矿物与基质构成的复合材料，它们具有高度的装配有序性，有可控的动态性质，因而具有各自的生物功能。生物矿化已经成为生物无机化学基本反应的研究内容之一。
4、电子传递反应
生命过程的核心问题之一是能量转换（如呼吸和光合作用），而能量转换的中心过程是电子传递。因此在蛋白和核酸介质中长程电子传递（long-range electron transfer）是近年来生物无机化学研究的热门课题之一。DNA究竟是一根分子导线还是绝缘体，一直是最近几年国际生物无机化学领域激烈争论的焦点，因为对这一过程与机理的阐明将有助于了解生物体系中DNA的突变与致癌机理。
４
5、金属离子与细胞的相互作用
金属离子及配合物与细胞的相互作用是金属的摄入、转运、分布以及它们表现的生物效应的化学基础。细胞生物无机化学是生物无机化学发展的必然趋势。研究不同类型无机离子调控和干预细胞生命过程的化学基础又是细胞生物无机化学的核心问题之一。
6、几种元素的生物无机化学
主要是：硒的生物无机化学，因发现硒是具有抗氧化功能的必须元素而得到发展的；稀土元素的生物无机化学，因我国是稀土大国，稀土储量和产量均居世界首位，随着稀土用于农业、饲料添加剂及用于某些药物也取得了有成效的结果；但是人们担心其是否有毒，研究稀土进入动植物体内的作用机理，以及对生物效应的影响，从而能科学地作出长期使用后其危险性的评价，将是稀土元素的生物无机化学一个迫切需要解决的基础研究课题；钒的生物无机化学在最近几年异军突起。钒有可能用于治疗糖尿病和肿瘤，引起很多人研究其生物效应的机理，我国已有人在进行这方面的研究工作，但机理研究不多。
7、离子载体
离子载体是生物无机化学研究的又一个重要课题。离子载体是指能够运送金属离子通过生物膜的有机配体，它是研究生物膜物质运送机制的有利工具。
8、金属药物
在征服癌症的斗争中受到重视的金属配合物抗癌药研究，最成功的是顺铂（顺二氯二氨合铂），为防治职业病和环境污染而发展的金属解毒剂的研究，都非常活跃。无机药物化学的研究方向将在后面介绍。
9、金属酶和模拟酶的应用
生物无机化学研究有许多特点，采用模拟方法是生物无机化学研究的一个显著特点。最常用的模拟方法有三种：（1）用大小相近、配位类型相似的金属离子取代生物体系中的金属离子，这些取代离子常被称为生物探针；（2）用一些简单的金属配合物作为生物原型的模型化合物，它们可以在一定程度上反映生物原型的某些特征，例如对卟啉的铁配合物等人工载氧体的研究，大大加深了
５
对血红蛋白载氧机制的认识；（3）用化学方法再现生物体系的某种功能，例如目前广泛研究的光合作用分解水制氢的各种模拟体系。
必须反复强调，在运用模拟方法时，不能轻率地把模拟体系研究结果简单套用到生物原型上去。
当前生物无机化学研究仍以配位化学的理论和方法为基础，它包括两个方向：（1）用配位化学理论和方法研究生物活性配合物的结构以及结构—性质—功能的关系，推断作用机理，并与模型化合物或化学修饰物作为比较研究；（2）测定生物活性配合物及其类似物的热力学和动力学参数，研究生物活性与热力学、动力学性质及结构的关系，并由此推断反应机理和最佳反应条件。
生命现象是比化学现象更高级的运动形式。研究生物无机化学问题，单纯用配位化学理论和方法显然是不够的。生物体系有自身的特殊性，正是这些特殊性使生物配合物具有生理活性。生物体系特有或特别突出的一些问题，已经或将要成为生物无机化学研究的基本理论问题。生物大分子配体是使生物配体具有生物活性的基础，生物大分子配体的研究是生物无机化学的基本理论问题。
§1-3生物体中的无机元素及其生物功能
人们把维持生命所需的元素称为生物体的必须元素（essential elements）亦即生命元素，
?生物体中无机元素：
1、必须元素（也即生命元素）
特征：（1）存在于正常组织中；（2）在各物种中有一定的浓度范围；（3）如果从肌体中排除这种元素，将会引起生理或结构变态—这种变态会伴随特殊的生物化学变化出现；重新引入这种元素之后，上述变态可以消除。
按照定义：必须元素至少有26种，它们是H、C、O、N 、P、S、Na、K、Ca、Mg、Cl、Fe、Zn、Cu、Mn、Mo、Co、Cr、V、Ni、Sn、F、I、B、Si、Se。
其中根据含量又分为：常量元素（以上前11种）和微量元素（上述后15种）由于目前对某些微量元素的生理功能了解肤浅，认识也不太一致，因此在不同
６
文献与教科书中，列举必需元素的数目不尽相同，例如，已有教科书把Br、As、W
表1－1 体重70Kg的人的元素平均含量
列为必需元素。已有材料表明饮食中完全缺乏As会导致发育和生殖失调。；另外，随着分析技术日臻精确完善，人们对微量元素生理功能认识深化，必需元素的数目将会增加。“微量元素”这一名词，虽然应用很广，但很难确切地从含量多少进行定义以划分微量元素与常量元素的界线。
生命必需元素在周期表中的位置，见表1－2参华东师大《生物无机化学》P6
表1－2生命必需的元素在周期表中的分布
ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
1H
2 B C N O
F
3 Na Mg Si P S Cl
７
4 K Ca V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Se Br※
5 Sr※Mo Cd※Sn
I
6 Ba※
※为本教材所提26种以外的
从表中可见，绝大多数生命必需元素处于第1～4周期中，就目前所知具有明显生物活性，且原子序数大于35的元素，只有鉬、锡和碘。重元素之所以很少被生物所不需，是由于地壳中的含量稀少，或是因为具有放射性。生命必需元素几乎占满了周期表右上角的非金属区（砷、碲除外），而金属元素主要分布于ⅠA，ⅡA族和第一过渡系列。稀有气体由于缺乏反应活性而不为生物所必需是十分自然的。
2、有害元素：Hg、Cd、Pb、As(少量是必需，大量是有毒)Al、Be、Tl 。其中Hg、Cd、Pb的毒性在第十章中将有介绍。As(少量是必需，大量摄入后As3+与酶中巯基结合而对酶的活性产生影响)、Al（过去曾把铝列为中性元素。现在，人们已认识到Al3+会引起贫血、痴呆，甚至导致死亡）、Be(Be2+干扰Mg2+参与的许多功能，还有导致肺癌和其它肺部疾病)、Tl (Tl+干扰K+参与的许多功能而显神经毒性)也被列为有害元素。
生物无机化学研究中的物理方法
1、X射线衍射
2、X射线吸收光谱（XAS）
3、电子顺磁共振谱（EPR）又称电子自旋共振谱（ESR）
4、核磁共振谱（NMR）
5、电子光谱
6、振动光谱
7、圆二色性（CD）和磁圆二色性谱
8、磁性测量
9、还原电位测定
８
10、电子显微探针分析
11、穆斯堡尔谱（主要用于研究铁）
一些基本概念：
稀土元素：包括钪、钇和镧系共17种元素
拮抗作用：某些金属或类金属之间的相互作用会减轻甚至消除金属对生物体的毒害，这种现象称为拮抗作用(antagonism)。
离子探针：用大小相近、配位类型相似的金属离子取代生物体系中的金属离子，这些取代离子常被称为生物离子探针
９
生物无机化学习题（2014-12-22） 1．写出十种生命必须元素的符号 2．写出组氨酸和半胱氨酸英文简写符号，画出这两种氨基酸侧链基团与金属离子配位的可能的模式。 3．哺乳类动物体内的血红蛋白和肌红蛋白的生理功能有什么不同？简述产生这种不同之处的原因。 4．举出四种不同的无机药物的名称（结构式、分子式或商品名均可），并说明它们的用途。 5．很多双原子分子具有生理作用，而它们生理作用有一部分通过和金属离子配位而实现的。画出双原子分子和金属离子配位的几种可能的模式。NO是美国《科学》杂志1992年命名的明星分子，可以在体内发挥信息传递的作用。用分子轨道法预测NO和金属离子结合的模式。 6．A）写出组氨酸和半胱氨酸英文简写符号，画出这两种氨基酸侧链基团与金属离子配位的可能的模式。 B) 画出多肽片段[gly-asp-ala-cys]结构图，预测哪个氨基酸侧链易和Fe3+结合， 为什么？ 7．芳香环之间的弱相互作用有哪两种常见构型？用Hunter-Sanders规则予以定性解释，并说明这些弱相互作用的生物学上的意义。 8．画出下列几种金属-双氧物种的结合方式,并指出氧合血兰蛋白的活性中心采取的是哪一种构型 1) ”end-on” bent MO2 superoxo 2) trans-μ2-1,2-peroxo 3) cis-μ2-1,2-peroxo 4) μ2-η2,η2-peroxo 9．A）写出顺铂和金诺芬的分子式，指出它们的在医学上的用途。 B）指出下列疾病是由于什么金属离子（过量或缺乏）引起的？ 日本水俣病，贫血，门凯氏病(Menkes disease), 威尔逊氏病(Wilson disease) 10．CO与人血红蛋白的结合能力比氧气和血红蛋白结合能力大210倍，而CO与血红素的结合能力要比氧气与血红素的结合能力大25000倍！请解释这种现象的生物学意义，并从生物无机化学的角度解释产生这种现象的原因。 11. 血红素是血红蛋白的载氧活性部位。画出血红素的结构图。实验表明：氧合
第一章物质存在的状态………………………………………………………………2 一、气体 .......................................................................................................... 2 二、液体 .......................................................................................................... 3 ①溶液与蒸汽压 ................................................................................................ 3 ②溶液的沸点升高和凝固点的下降 ................................................................... 3 ③渗透压 .......................................................................................................... 4 ④非电解质稀溶液的依数性 .............................................................................. 4 三、胶体 .......................................................................................................... 4 第二章 化学动力学初步……………………………………………………………5 一、化学反应速率 ............................................................................................ 5 二、化学反应速率理论 ..................................................................................... 6 三、影响化学反应速率的因素 .......................................................................... 6 2、温度 ............................................................................................................ 7 第三章 化学热力学初步……………………………………………………………8 一、热力学定律及基本定律 .............................................................................. 8 二、化学热力学四个重要的状态函数 ................................................................ 9 4、自由能 ....................................................................................................... 10 ①吉布斯自由能 .............................................................................................. 10 ②自由能G ——反应自发性的判据 .................................................................. 11 ③标准摩尔生成自由能θ m f G ? (11)
目录绪论第一篇物质结构基础第1章原子结构与元素周期系1-1 道尔顿原子论1-2 相对原子质量（原子量）1-2-1 元素、原子序数和元素符号1-2-2 核素、同位素和同位素丰度1-2-3 原子的质量1-2-4 元素的相对原子质量（原子量）1-3 原子的起源和演化1-4 原子结构的玻尔行星模型1-4-1 氢原子光谱1-4-2 玻尔理论1-5 氢原子结构（核外电子运动）的量子力学模型1-5-1 波粒二象性1-5-2 德布罗意关系式1-5-3 海森堡不确定原理1-5-4 氢原子的量子力学模型1-6 基态原子电子组态（电子排布）1-6-1 构造原理1-6-2 基态原予电子组态1-7 元素周期系1-7-1 元素周期律、元素周期系及元素周期表1-7-2 元素周期表1-8 元素周期性1-8-1 原子半径1-8-2 电离能1-8-3 电子亲和能1-8-4 电负性1-8-5 氧化态习题第2章分子结构2-1 路易斯结构式2-2 单键、双键和叁键——σ键和π键——价键理论（一）2-3 价层电子互斥模型（VSEPR）2-4 杂化轨道理论--价键理论（二）2-4-1 杂化轨道理论要点2-4-2 sp3杂化2-4-3 sp2杂化2-4-4 sp杂化2-5 共轭大π键2-6 等电子体原理2-7 分子轨道理论2-8 共价分子的性质2-8-1 键长2-8-2 共价半径2-8-3 键能2-8-4 键角2-8-5 键的极性与分子的极性2-9 分子间力2-9-1 范德华力2-9-2 氢键2-9-3 分子间作用力的其他类型2-9-4 范德华半径2-10 分子对称性（选学材料）2-10-1 对称性2-10-2 对称操作与对称元素2-10-3 分子的对称类型2-10-4 分子的性质与对称性的关系习题第3章晶体结构3-1 晶体3-1-1 晶体的宏观特征3-1-2 晶体的微观特征--平移对称性3-2 晶胞3-2-1 晶胞的基本特征3-2-2 布拉维系3-2-3 晶胞中原子的坐标与计数3-2-4 素晶胞与复晶胞-体心晶胞、面心晶胞和底心晶胞3-2-5 14种布拉维点阵型式……第4章配合物第二篇化学热力学与化学动力学基础第5章化学热力学基础第6章化学平衡常数第7章化学动力学基础第三篇水溶液化学原理第8章水溶液第9章酸碱平衡第10章沉淀平衡第11章电化学基础第12章配位平衡习题答案（选）附表元素周期表无机化学（第四版）（下册）——面向21世纪课程教材作者：北京师范大学、华中师范大学南京师范大学无机化学教研室编出版社：高等教育出版社日期：2003-1-1开本：16 版次：2010年5月第18次印刷页数：556页装帧：平装ISBN：9787040115833定价：47.50元内容简介本书分上下两册出版。上册分三篇：物质结构、化学热力学、水溶液化学原理；介绍了原子结构与周期律，分子结构，晶体化学，配合物，热力学函数，化学平衡，化学动力学基础，酸碱、沉淀、氧化还原、配合四大平衡等化学原理内容。编者认为，化学原理应该成为大一学生学习其他化学课程的基础，不能跟中学课程或后续课程在同一层次上重复，力争使第四版教材具有推陈出新、层次分明、重点突出、留有余地、易教好学、适用面宽等特点。下册含4、5、6篇非金属元素化学、金属元素化学和无机化学选论。本版书大大加强了元素化学的实用性知识，并增加了部分研究性习题，激发学生学习元素化学的兴趣。目录第四篇元素化学(一)非金篇第13章氢和稀有气体13.1 氢13.2 稀有气习题第14章卤素14.1 卤素的通性14.2 卤素单质14.3 氟氯溴碘的化合物14.4 砹的化学习题第15章氧族元素15.1 氧族元素的通性15.2 氧及其化合物15.3 硫及其化合物15.4 硒和碲习题第16章氮磷砷16.1 元素的基本性质16.2 氮和氮的化合物16.3 磷及其化合物16.4 砷习题第17章碳硅硼17.1 透性17.2 碳17.3 硅17.4 硼17.5 碳化物、硅化物和硼化物习题第18章非金属元素小结第五篇元素化学（二）金属第19章金属通论第20章S区金属（碱金属和碱土金属）第21章P区金属第22章ds区金属第23章d区金属（一）第四周期d金属第24章d区金属（二）第五、第六周期d区金属第25章f区金属镧系与锏系金第六篇无机化学选论第26章无机合成化学简介第27章特殊类型的无机化合物第28章生物无机化学简介第29章无机固体化学简介第30章核化学习题答案人名索引主题词索引后记
《无机与分析化学》综合练习题及答案 （本综合练习题及答案与中国农业出版社出版，张凤、王耀勇、余德润主编的 《无机与分析化学》教材配套使用） 《无机与分析化学》综合练习题 一、选择题 1.与难挥发非电解质稀溶液的蒸气压降低、沸点升高、凝固点下降有关的因素为（）。 A. 溶质的本性 B. 溶液中溶质的粒子数 C. 剂的体积 D. 溶液的体积 2. 高原地区水的沸点一般( )。 A. 等于100℃ B. 高于100℃ C. 低于100℃ D. 无法确定 3. 在常压下,海水的沸点一般( )。 A. 等于100℃ B. 高于100℃ C. 低于100℃ D. 无法确定 4. 在常压下,海水的凝固点一般( )。 A. 等于0℃ B. 高于0℃ C. 低于0℃ D. 无法确定 5. 溶液的凝固点总是( )纯溶剂的凝固点。 A. 等于 B.高于 C.低于 D. 无法确定 6. 静脉注射时,注射液应与血液是( )。 A. 等渗溶液 B.高渗溶液 C. 低渗溶液 D. 无法确定 7. 常量分析的称量一般在( )。 A. 0.1g以上 B. 10g以上 C. 0.01～0.001g D. 1～10g 8. 确定样品中各组分的相对含量属于（）。 A. 定性分析 B. 定量分析 C. 结构分析 D. 滴定分析 9．对微量成分进行分析一般采用（）。 A. 滴定分析 B. 重量分析 C. 气体分析 D. 仪器分析 10.下列叙述错误的是（）。 A. 方法误差属于系统误差 B. 系统误差呈正态分布 C. 系统误差具有重现性 D. 系统误差包括操作误差 11.下列（）种情况可引起系统误差。 A. 天平零点突然有变动 B. 看错滴定管读数 C. 加错试剂 D. 使用的蒸馏水不纯
生物无机化学的认识 生物无机化学是无机化学、生物化学、医学等多种学科的交叉领域。其研究对象是生物体内的金属（和少数非金属）元素及其化合物，特别是衡量金属元素和生物大分子配体形成的生物配合物，如各种金属酶、金属蛋白等。侧重研究它们的结构-性质-生物活性之间的关系以及在生命环境内参与反应的机理。 生物无机化学虽然听起来有些不实用，其实在生活中，我们经常可以看到一些运用了生物无机化学的地方。比如农业方面，我们熟知的化肥，就运用了生物无机化学的知识，农作物的生长发育，不仅需要常量营养元素，还需要如铁、锰、铜、锌、钼等微量元素，这些微量元素和氮、磷、钾同等重要，不可代替。同样，在我们熟知的一些保健品，像“脑白金”、“黄金搭档”等等，都是补充我们人体内的微量元素的保健食品。以我们最熟悉的钙来说，从小我们的父母就给我们补钙，喝牛奶、吃钙片等等方式，可见钙对于我们的重要性。人体缺钙，就容易腿软、抽筋、蛀牙，但钙多了也不行，人体内的钙过量容易得佝偻病。所以，微量元素虽然重要，但是也不能过多。 生物无机化学无疑正在迅速发展。生物无机化学主要分为两部分：一是研究生物体本身微量元素的作用，二是研究外界微量元素对机体的影响。 含有微量元素的蛋白是生物无机化学中偏向生物领域的研究对象，做此项研究主要依靠生物化学技术。含有微量元素的蛋白是微量元素与蛋白质形成的配合物，与酶的区别在于含有微量元素的蛋白并不表现催化活性，但却有其他的重要功能。现在的研究在于发现新的蛋白，确定其结构、性质。现在热门的蛋白有硒蛋白，因为硒蛋白是硒在体内存在和发挥生物功能的主要形式。硒的作用，主要在癌症、神经退行性疾病和病毒等方面，但结论不统一。现在主要在探索新的硒蛋白作为预防药物开发、癌症治疗和药物筛选靶标。如杜明等通过硫酸铵沉淀等方法,从富硒灵芝中获得了一种新的含硒蛋白,并研究了它的抗氧化活性与其硒含量间的关系。研究发现该蛋白的抗氧化活性与其硒含量具有相关性。 无机药物的发展在生物无机领域中有很重要的地位。顺铂的抗肿瘤作用的发现开辟了无机药物化学的新领域。在抗癌药物应用中，顺铂药物目前仍在临床上使用，主要有四种铂配合物：顺铂、卡铂、顺糖氨铂、奥沙利铂。从1980年发现二烃基锡衍生物具有抗癌活性以来，人们先后合成了具有顺铂结构的二烃基二卤化锡配合物，与卡铂结构类似的有机锡化合物，以及有机锡羧酸衍生物等等。在锗化合物方面，从发现1971年合成的β-羧基乙基锗倍半氧化物具有抗癌活性以来，人们先后合成了许多有机的锗化合物。此外还有茂钛衍生物和稀土配合物。因为癌症是人类健康寿命最主要的杀手，所以在抗癌药物的研究开发方面将有很大
第二章物质的状态 1.某气体在293K与9.97×104Pa时占有体积1.910-1dm3其质量为0.132g，试求这种气体的 相对分子质量，它可能是何种气体? 解 4.一容器中有4.4 g CO2，14 g N2，12.8g O2，总压为2.026105Pa，求各组分的分压。 解 9.有一高压气瓶，容积为30 dm3，能承受2.6×107Pa，问在293K时可装入多少千克O2而不致发生危险？ 解
第五章氢和稀有气体 3.写出工业制氢的三个主要化学方程式和实验室中制备氢气最简便的方法？答 14.完成并配平下列反应方程式： （1）XeF4 + ClO- 3 → （2）XeF4 + Xe → （3）Na4XeO6 + MnSO4 + H2SO4→ （4）XeF4 + H2O → （5）XeO3 + Ba(OH)2→ （6）XeF6 + SiO2→ 答①XeF4 +2 ClO- 3+2 H2O=Xe + 2ClO- 4 + 4HF ③5Na4XeO6 + 2MnSO4 +7 H2SO4 =5XeO3 +2 NaMnO4 + 7 H2O + 9Na2SO4 ⑤2XeO3 +2 Ba(OH)2 = Ba2XeO6 + Xe + O2 + 2H2O 第六章化学热力学初步 2. 计算体系的热力学能变化，已知： （1）体系吸热1000J，对环境做540J的功； （2）体系吸热250J，环境对体系做635J的功； 解
3. 在298K 和100kPa 恒压下，2 1 mol 的OF 2同水反应，放出161.5kJ 热量，求 反应 OF 2(g) + H 2O(g) → O 2(g) + 2HF(g) 的△rH θm 和△rU θ m 。 解 12. 已知下列键能数据 键 N ≡N N —F N —Cl F —F Cl —Cl 键能/ kJ ·mol 1 - 942 272 201 155 243 试由键能数据求出标准生成热来说明NF 3在室温下较稳定而NCl 3却易爆炸。 解 13. 已知下列数据 △f H θm （CO 2，g ）= —393.5 kJ ·mol 1 -
生物无机化学与健康 生物无机化学是近年来在无机化学和生物学的边缘上发展起来的一门新兴科学。生物无机化学与人类的健康息息相关，而人的健康又与生物无机化学中的微量元素有密切关系, 它们对维持机体的平衡和健康, 各自发挥着至关重要的作用。本文仅阐述锌这种微量元素对人的健康作用。 锌( Zn) 是人体必需的营养元素, 正常人体内含锌量为2~ 3 g , 绝大部分组织中都有极微量的锌分布, 其中肝脏、肌肉和骨骼中含量较高。血浆中锌的浓度是10~ 20 mol/ L,其中60%与血清白蛋白结合, 30% ~ 40%与α-巨球蛋白结合, 少量与氨基酸结合。Zn 对生长发育、免疫功能、消化功能、生殖功能和物质代谢等均有重要作用。锌在人体内的含量对身体健康至关重要, 缺乏或过量均会对人体造成危害。本文主要概述锌对人体健康的生理效应及缺乏的防治途径, 以期对日常生活中合理科学的补充锌提供一些理论依据。 一、锌的生理效应 1、锌影响正常的生长发育 锌可通过直接作用于中枢神经系统和改变受体对神经递质的反应性而控制食欲, 由此改变味觉、嗅觉等功能, 导致厌食和体重减轻。锌参与基因表达和内分泌功能, 并在DNA、RNA 合成和细胞分化中发挥重要作用。同时, 锌还参与促进骨骼生长的激素, 对骨骼生长发育起着积极的作用。另外, 锌还参与生长激素合成和分泌。因此, 促生长因子C 不仅有赖生长激素的刺激, 而且需要有锌的存在。据报道, 锌对生长激素的合成及噬菌体T4 转为噬菌体T3 均有直接作用, 故对身高的影响较为明显。因此, 缺锌将影响儿童正常的生长发育。 目前, 锌与行为的关系日益受到重视,资料指出,人体缺锌将引起昏睡、表情淡薄、性行为减退, 探究行为减少以及学习能力降低, 脑中锌的含量远高于机体其他部位。近几十年来研究发现, 锌缺乏和不足可以影响脑发育和智能。低锌或高锌明显影响幼脑的发育及脑功能, 急性锌缺乏使实验动物和人脑功能受损。锌对脑发育的影响主要发生在神经系统发育的初期( 胚胎期及出生后一定时期内) , 这也正是神经系统发育成熟的关键时期。在这一时期, 锌对神经细胞的增殖、DNA 的复制用户蛋白质合成影响较大, 之后, 锌主要影响神经细胞的蛋白质合成, 进而影响细胞结构和功能。 锌对小儿神经系统的发育有不可忽略的影响, 如果缺乏或减少就会影响大脑中一些生要酶( 如细胞色素氧化酶、多巴胺- B羟化酶和过氧化物岐化酶) 的活性, 使脑的结构发生改变, 从而产生智力低下、反应迟钝、学习能力下降。长期的锌缺乏与儿童生长限制有关已得到充分证实。缺锌对生长发育期儿童影响是最突出, 出现的症状有: 生长迟缓、脑垂体调节机能障碍, 食欲不振,嗅觉与味觉减退, 创伤难愈合, 易感染, 肝脾肿大、贫血症、嗜睡症。还造成性器官发育不全, 性机能降低。缺锌还能影响脑垂体使相应的促性腺激素、生长激素等分泌不足而间接作用于生殖系统。 2、锌异常影响免疫功能, 减弱抵抗力 锌是参与免疫功能的一种重要元素, 能增强体液及细胞的免疫功能。缺锌可以通过对与锌有关的酶不良影响而造成生长停滞、散在性全身性皮肤病变、腹泻、脱发、精神障碍、男性机能减退和易感染，由于反复感染能造成继发的免设功能受损。缺锌也可短暂地损伤B 淋巴细胞,从而影响体液免疫应答。缺锌还能造成迟发性皮肤过敏反应受到损伤。与此同时，大量的锌也能抑制吞噬细胞的活性和杀菌力,从而降低人体的免疫功能, 使抵抗力减弱, 对疾病异感性增加。锌是淋巴细胞凋亡的一个重要调节因子, 缺锌使胸腺萎缩, 淋巴细胞减少, 且因凋亡机制改变淋巴细胞产物, 使前细胞丧失。锌摄入量不足会很快消弱细胞核抗体介导的免疫,使人体对病菌的抵抗力下降, 白细胞杀菌趋向性降低,同时会降低人体中“T”细胞的功能, 出现伤口不能愈合、身体瘦弱、食欲不好、易患感冒等状况。可见, 锌在完善人体
无机化学（上） 知识点总结 第一章 物质存在的状态 一、气体 1、气体分子运动论的基本理论 ①气体由分子组成，分子之间的距离>>分子直径； ②气体分子处于永恒无规则运动状态； ③气体分子之间相互作用可忽略，除相互碰撞时； ④气体分子相互碰撞或对器壁的碰撞都是弹性碰撞。碰撞时总动能保持不变，没有能量损失。 ⑤分子的平均动能与热力学温度成正比。 2、理想气体状态方程 ①假定前提：a 、分子不占体积；b 、分子间作用力忽略 ②表达式：pV=nRT ；R ≈8.314kPa 2L 2mol 1-2K 1- ③适用条件：温度较高、压力较低使得稀薄气体 ④具体应用：a 、已知三个量，可求第四个； b 、测量气体的分子量：pV=M W RT （n=M W ） c 、已知气体的状态求其密度ρ：pV=M W RT →p=MV WRT →ρMV RT =p 3、混合气体的分压定律 ①混合气体的四个概念 a 、分压：相同温度下，某组分气体与混合气体具有相同体积时的压力； b 、分体积：相同温度下，某组分气体与混合气体具有相同压力时的体积 c 、体积分数：φ= 2 1 v v d 、摩尔分数：xi= 总 n n i ②混合气体的分压定律 a 、定律：混合气体总压力等于组分气体压力之和； 某组分气体压力的大小和它在混合气体中体积分数或摩尔数成正比 b 、适用范围：理想气体及可以看作理想气体的实际气体 c 、应用：已知分压求总压或由总压和体积分数或摩尔分数求分压、 4、气体扩散定律 ①定律：T 、p 相同时，各种不同气体的扩散速率与气体密度的平方根成反比： 2 1 u u =21p p =2 1 M M (p 表示密度) ②用途：a 、测定气体的相对分子质量；b 、同位素分离 二、液体
无机化学，有机化学，物理化学，分析化学 无机化学 元素化学、无机合成化学、无机高分子化学、无机固体化学、配位化学（即络合物化学）、同位素化学、生物无机化学、金属有机化学、金属酶化学等。 有机化学 普通有机化学、有机合成化学、金属和非金属有机化学、物理有机化学、生物有机化学、有机分析化学。 物理化学 结构化学、热化学、化学热力学、化学动力学、电化学、溶液理论、界面化学、胶体化学、量子化学、催化作用及其理论等。 分析化学 化学分析、仪器和新技术分析。包括性能测定、监控、各种光谱和光化学分析、各种电化学分析方法、质谱分析法、各种电镜、成像和形貌分析方法，在线分析、活性分析、实时分析等，各种物理化学性能和生理活性的检测方法，萃取、离子交换、色谱、质谱等分离方法，分离分析联用、合成分离分析三联用等。
无机化学 第一章：气体 第一节：理想气态方程 1、气体具有两个基本特性：扩散性和可压缩性。主要表现在： ⑴气体没有固定的体积和形状。⑵不同的气体能以任意比例相互均匀的混合。⑶气体是最容易被压缩的一种聚集状态。 2、理想气体方程：nRT PV = R 为气体摩尔常数，数值为R =8.31411--??K mol J 3、只有在高温低压条件下气体才能近似看成理想气体。 第二节：气体混合物 1、对于理想气体来说，某组分气体的分压力等于相同温度下该组分气体单独占有与混合气体相同体积时所产生的压力。 2、Dlton 分压定律：混合气体的总压等于混合气体中各组分气体的分压之和。 3、(0℃=273.15K STP 下压强为101.325KPa = 760mmHg = 76cmHg) 第二章：热化学 第一节：热力学术语和基本概念 1、 系统与环境之间可能会有物质和能量的传递。按传递情况不同，将系统分为： ⑴封闭系统：系统与环境之间只有能量传递没有物质传递。系统质量守恒。 ⑵敞开系统：系统与环境之间既有能量传递〔以热或功的形式进行〕又有物质传递。 ⑶隔离系统：系统与环境之间既没有能量传递也没有物质传递。 2、 状态是系统中所有宏观性质的综合表现。描述系统状态的物理量称为状态函数。状态函 数的变化量只与始终态有关，与系统状态的变化途径无关。 3、 系统中物理性质和化学性质完全相同而与其他部分有明确界面分隔开来的任何均匀部 分叫做相。相可以由纯物质或均匀混合物组成，可以是气、液、固等不同的聚集状态。 4、 化学计量数()ν对于反应物为负，对于生成物为正。 5、反应进度νξ0 )·(n n sai k e t -==化学计量数 反应前反应后-，单位：mol 第二节：热力学第一定律 0、 系统与环境之间由于温度差而引起的能量传递称为热。热能自动的由高温物体传向低温 物体。系统的热能变化量用Q 表示。若环境向系统传递能量，系统吸热，则Q>0；若系统向环境放热，则Q<0。 1、 系统与环境之间除热以外其他的能量传递形式，称为功，用W 表示。环境对系统做功， W>O ；系统对环境做功，W<0。 2、 体积功：由于系统体积变化而与环境交换的功称为体积功。 非体积功：体积功以外的所有其他形式的功称为非体积功。 3、 热力学能：在不考虑系统整体动能和势能的情况下，系统内所有微观粒子的全部能量之 和称为热力学能，又叫内能。 4、 气体的标准状态—纯理想气体的标准状态是指其处于标准压力θ P 下的状态，混合气体 中某组分气体的标准状态是该组分气体的分压为θP 且单独存在时的状态。 液体（固体）的标准状态—纯液体（或固体）的标准状态时指温度为T ，压力为θP 时的状态。
第一章物质的结构
1-20 氦首先发现于日冕。1868年后30年间，太阳是研究氦的物理，化学性质的唯一源泉。 （a）观察到太阳可见光谱中有波长为4338A，4540A，4858A，5410A，6558A 的吸收（1A=10-10m来分析，这些吸收是由哪一种类氢原子激发造成的？是 He，He +还是He2+ ？ （b）以上跃迁都是由n i=4向较高能级（n f）的跃迁。试确定 n f值，求里德堡常数R He i+。（c）求上述跃迁所涉及的粒子的电离能I（He j+），用电子伏特为单位。 （d）已知 I（He+）/ I（He）=2.180。这两个电离能的和是表观能A（He2+），即从He 得到He2+的能量。A（He2+）是最小的能量子。试计算能够引起He 电离成He2+所需要的最低能量子。在太阳光中，在地球上，有没有这种能量子的有效源泉？ （c=2.997925×108 ms-1;h=6.626×10-34Js;1eV=96.486KJ.mol-1=2.4180×1014Hz）
38、第8周期的最后一个元素的原子序数为：148。电子组态：8S26P6 39、二维化的周期表可叫宝塔式或滴水钟式周期表。这种周期表的优点是能够十分清楚地看到元素周期系是如何由于核外电子能级的增多而螺旋发展的，缺点是每个横列不是一个周期，纵列元素的相互关系不容易看清。 40、“类铝”熔点在1110K～1941K之间，沸点在1757～3560K之间，密度在1.55g/m3 ～4.50 g/m3之间。 41、最高氧化态+3，最低氧化态-5。
1、解：O=O (12e-)； H-O-O-H 14（e-）； C=O (10e-)；0=C=O(16e-)；Cl-N-Cl(26e-)；F–S - F (34e-) F F 2、解：共13种，如：
生物无机化学的应用 化学化工学院12化本3班洪璐2012364353 生物无机化学是建立在生物学与无机化学基础上的一门新兴的边缘学科。其研究对象从广义来讲，是在分子水平上探讨无机元素及其化合物与生物体的相互作用。生物无机化学的任务之一是应用无机化学的理论和实验技术研究生物体系中无机金属离子的行为，从而阐明金属离子和生物大分子形成配合物的结构与功能的关系。另一任务是用比较简单的化学模型对复杂的生物催化现象进行模拟研究，即模型研究。 近10余年来，生物无机化学的研究主要集中在金属离子活化酶的领域及金属蛋白的结构、性质、功能和升华反应机理方面。用最新的升华理论设计某些金属离子的配合物的催化反应模型，以探索生命金属元素在生物体中的存在方式、状态及对生命运动的作用机理，诸如基因转移、氧化还原或水解过程。 1 微量金属离子在医学中的应用 生物无极化学的研究成果表明：人体必需的金属离子主要是以配合物的形式存在于人体内，它是控制体内政策代谢活动的关键因素。但是，人体必需的金属元素在体内的存在量有严格的浓度范围，眼中地缺乏或过量都会引起疾病。 1.1 微量元素铜锌与癌症 研究表明，90%以上的癌症与环境有关。病人癌组织的微量元素谱往往发生变化，其中铜锌与癌症的关系最为重要。对肝癌、胃肠道癌、女性生殖器官肿瘤等多种患者的血清分析都得出一致的结论：恶性肿瘤患者血清Zn/Cu比值明显低于常人，而进行手术摘除恶性组织或药物治疗后，患者血清中Zn/Cu比值回升。因此，有人认为血清中的Zn/Cu可反映肿瘤恶性程度及判别患者愈后状况。 1.2 微量元素与眼科 目前，微量元素与眼科研究主要集中于微量元素在白内障发生、发展中所起的作用。白内障者晶体中Zn、Cu含量较正常晶体含量少，Ca、Se含量增加，血清中锌含量减少，Mg、Ca含量增加。 1.3 微量元素钴和铁 钴是维生素B12分子的一个必要组成部分。维生素B12能促进血红球的增加和肌肉蛋白的合成。根据实验，如果草饲料中缺少钴，将会引起严重的脱毛症，然而，只要在饲料中加
无机及分析化学习题无机化学基本知识 集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-
第一章无机化学基本知识 （一）填空题 中，决定原子轨道形状的是______，觉得原 1.在4个量子数n,l,m,m s 子轨道在空间伸展方向的是______。 2.我国化学家提出能及的相对高低与主量子数n和角量子数l的关系是______，其值越大，轨道能量越高。 3.核外电子排布遵循的三个原则是________，________，________。 4.分散系是指____________________的体系。NaCl、碘酒和泥浆都是分散系，他们分别是______、______、______。 5.与溶液溶质的性质无关，仅取决于____________的性质成为稀溶液的依数性，包括________，________，________，________。 6.丁达尔效应能够证明溶胶具有________性质，其动力学性质可以有________实验证明，电泳和电渗实验证明溶胶具有________性质。 7.常压下，海水的沸点________100℃.（填<,>,=） 8.人类不能饮用海水，吃冰激凌不如喝水解渴，以及海生生物不能在淡水中生存等现象都是与溶液的依数性之一________密切相关。 9.在寒冷的冬天施工是，常在混凝土中添加外加剂如CaCl、NaCl防冻，依据的化学原理为________________。 10．溶液产生渗透现象应具备的条件是_______和_______。 11．溶胶具有聚结稳定性的原因是有二，一是__________；二是 __________。 12．胶粒带电的原因有二，一是_______带电；二是_______带电。
2020智慧树，知到《无机化学（上）》章节 测试完整答案 第一章单元测试1、判断题： 等温等压下，气体A和B的体积分别为VA和VB，将它们混合，保持温度不变，则它们的分压比为pA：pB=VB：VA。选项：A:错B:对答案: 【错】2、单选题：分压定律适用于真实气体混合物的条件，除在所处的温度区间内气体间不发生化学反应外，这些气体所处的状态是（）。 选项：A:低温，高压；B:高温，高压；C:低温，低压；D:高温，低压；答案: 【高温，低压；】 3、单选题：混合气体中，某组分的分压是指（）。 选项：A:该组分气体在273.15 K时所产生的压力B:相同温度时，该组分气体在容积为1.0 L的容器中所产生的压力C:相同温度时，该组分气体单独占据与混合气体相同体积时D:同一容器中，该组分气体在273.15 K时所产生的压力答案: 【相同温度时，该组分气体单独占据与混合气体相同体积时】 4、单选题：混合等物质的量的N2与O2，则混合气体的平均相对分子质量是（）选项：A:62； B:32；C:30；D:31；答案: 【30；】 5、单选题：在等温等压下，使5.0 m3的空气与过量碳反应，全部生成CO，则反应后比反应前气体体积增加的分数为
（）。选项：A:100%；B:21%； C:42%；D:36%；答案: 【21%；】6、单选题：实验室用排水集气法制取氢气。在23oC、100.5 kPa 下，收集了480.0 mL气体，已知23oC时水的饱和蒸气压为2.81 kPa，试计算氢气的物质的量（）。选项：A: B: C: D: 答案: 【】7、单选题：硼和氯的相对原子质量分别为10.81和35.5。现有含硼、氯的质量分数分别为23%、77%的固体硼氯化物试样0.0516g，在69℃完全蒸发，蒸气在2.96 kPa时占有体积268 mL。则该化合物的化学式（）。选项：A:B2Cl4； B:B4Cl4；C: BCl3；D:B3Cl3；答案: 【B4Cl4；】8、单选题：已知在25oC时苯的蒸气压为12.3 kPa。当0.100mol苯的蒸气体积为10.2 L和30.0L时，苯气体的压力分别是（）？选项：A:8.24，12.3 B:12.3，8.24；C:8.24，8.24；D:12.3，12.3； 答案: 【12.3，8.24；】9、单选题：某实验采用以空气通过乙醇液体带入乙醇气体的办法来缓慢加入乙醇。在20.0oC、101.325 kPa下，引入2.3g乙醇所需空气的体积为（）。（已知20.0oC时，乙醇的蒸气压为 5.87kPa，M(C2H5OH) = 46 g?mol–1）选项：A:20m3； B:20mL；C:23mL；D:20L；答案: 【20L；】
第一篇：化学反应原理 第一章：气体 第一节：理想气态方程 1、气体具有两个基本特性：扩散性和可压缩性。主要表现在： ⑴气体没有固定的体积和形状。⑵不同的气体能以任意比例相互均匀的混合。⑶气体是最容易被压缩的一种聚集状态。 2、理想气体方程：nRT PV = R 为气体摩尔常数，数值为R =8.31411--??K mol J 3、只有在高温低压条件下气体才能近似看成理想气体。 第二节：气体混合物 1、对于理想气体来说，某组分气体的分压力等于相同温度下该组分气体单独占有与混合气 体相同体积时所产生的压力。 2、Dlton 分压定律：混合气体的总压等于混合气体中各组分气体的分压之和。 3、(0℃=273.15K STP 下压强为101.325KPa = 760mmHg = 76cmHg) 第二章：热化学 第一节：热力学术语和基本概念 1、 系统与环境之间可能会有物质和能量的传递。按传递情况不同，将系统分为： ⑴封闭系统：系统与环境之间只有能量传递没有物质传递。系统质量守恒。 ⑵敞开系统：系统与环境之间既有能量传递〔以热或功的形式进行〕又有物质传递。 ⑶隔离系统：系统与环境之间既没有能量传递也没有物质传递。 2、 状态是系统中所有宏观性质的综合表现。描述系统状态的物理量称为状态函数。状态函 数的变化量只与始终态有关，与系统状态的变化途径无关。 3、 系统中物理性质和化学性质完全相同而与其他部分有明确界面分隔开来的任何均匀部 分叫做相。相可以由纯物质或均匀混合物组成，可以是气、液、固等不同的聚集状态。 4、 化学计量数()ν对于反应物为负，对于生成物为正。 5、反应进度νξ0 )·(n n sai k e t -==化学计量数 反应前反应后-，单位：mol 第二节：热力学第一定律 0、 系统与环境之间由于温度差而引起的能量传递称为热。热能自动的由高温物体传向低温 物体。系统的热能变化量用Q 表示。若环境向系统传递能量，系统吸热，则Q>0；若系统向环境放热，则Q<0。 1、 系统与环境之间除热以外其他的能量传递形式，称为功，用W 表示。环境对系统做功， W>O ；系统对环境做功，W<0。 2、 体积功：由于系统体积变化而与环境交换的功称为体积功。 非体积功：体积功以外的所有其他形式的功称为非体积功。 3、 热力学能：在不考虑系统整体动能和势能的情况下，系统内所有微观粒子的全部能量之 和称为热力学能，又叫内能。 4、 气体的标准状态—纯理想气体的标准状态是指其处于标准压力θ P 下的状态，混合气体 中某组分气体的标准状态是该组分气体的分压为θP 且单独存在时的状态。 液体（固体）的标准状态—纯液体（或固体）的标准状态时指温度为T ，压力为θP 时的状态。
生物无机化学姓名：崔慧慧 学号：C14201008 专业：无机化学
碳酸钙的仿生合成 摘要：碳酸钙矿物材料广泛分布于大自然，具有环境协调性和相容性。生物矿化过程形成的材料具有特定的生物学功能，因此人们通过不同途径进行仿生合成，尤其是碳酸钙的仿生合成。本文主要介绍了碳酸钙仿生合成的方法，如加入添加剂、双模板法等，制备得到不同形貌和不同晶型的的碳酸钙晶体。通过研究不同方法合成碳酸钙为真正意义上的生物矿化提供一定的理论依据。 关键字：生物矿化碳酸钙仿生合成 Abstract:The materials through Biomineralization have a specific biological function, so people try to synthesis it by finding different ways, especially the biomimetic synthesis of calcium carbonate. In this paper, many methods of biomimetic synthesis of calcium carbonate are mainly introduced, such as adding additives, dual template method and so on, to obtained different morphogenesis and polymorphism of calcium carbonate. We study the different methods of calcium carbonate, in order to provide certain theoretical basis for biomineralization. Key words: biomineralization calcium carbonate 一、生物矿化及仿生合成 生物矿化广泛存在于大自然中，生物体经过长时间进化，会在身体的某些部位生成矿物组织，这些矿物组织在某些方面形成了性能优异的生物材料。生物矿化的种类已超过60种，它们的组成各异，并赋有特定的生物学功能。生物矿化的优点是它的过程是一个天然存在的高度控制过程，受生物机体内在机制调制，可以实现从分子水平到介观水平上对晶体形状、大小、结构、位向和排列的精确控制和组装，从而形成复杂的分级结构。生物矿化的一个重要特点就是自组装的有机聚集体或超分子模板通过材料复制而转变为有序化的无机结构，因此有机基质在生物矿化过程中具有非同寻常的作用，有机基质在水溶液环境中通过自组装过程形成胶束、反胶束、囊泡、微乳液、泡沫、溶致液晶等结构，为生物矿物的形成提供微环境或模板；有机基质也可以作为可溶性添加剂，在晶体生长过程中，能吸附在特定的晶面上或能结合与其电荷相反的游离离子，从而改变晶体的生长速[1]。生物矿化可分为四个阶段，有机大分子预组织。在矿物沉积前构造一个有组织的反应环境，该环境决定无机物成核的位置；界面分子识别。在已形成的有
第5章 溶液与电离平衡 习题答案 原子量取四位有效数字，计算过程采用“四舍六入五成双”取舍，热力学数据除题目给出外均引用自书后附录以及兰氏手册。 1. 实验室某些常用的试剂百分浓度及密度分别是： （1）浓盐酸：含HCl 37.0%，密度1.19 g ?cm -3；加至3位有效数字 （2）浓硫酸：含H 2SO 4 98.0%，密度1.98 g ?cm -3； （3）浓硝酸：含HNO 3 70.0%，密度1.42 g ?cm -3； （4）浓氨水：含NH 3 28.0%，密度0.900 g ?cm -3。 试分别计算它们的物质的量浓度。 解：（1） -33-3-13 1.19g cm 1000cm 37.0% 12.0mol dm 36.5g mol 1.0dm n c V ???===??? （2）19.8 mol·dm -3 （3）15.8 mol·dm -3 （4）14.8 mol·dm -3 2. 是非题 （1） 0.10 mol .dm -3 HAc 溶液中c (H +) ＝ 1.3?10-3 mol .dm -3，故0.050 mol .dm -3 HAc 溶液中c (H +) ＝ 0.65?10-3 mol .dm -3； （2）向浓度均为0.10 mol .dm -3的NH 3? H 2O- NH 4Cl 的缓冲溶液中，加入HCl 使c (HCl) = 0.099 mol .dm -3，则由于溶液的缓冲作用，pH 不变； （3）Na 2CO 3溶液中通入适量CO 2气体，便可得到一种缓冲溶液； （4）多元弱酸盐的水解（如Na 3PO 4），以第一步水解为主； （5）将浓度均为0.10 mol .dm -3的HAc 和NaAc 混合溶液冲稀至浓度均为0.05 mol .dm -3，则由于HAc 电离度增大，混合溶液的酸度降低； （6）在一定的温度下，改变溶液的pH ，水的离子积不变； （7）弱电解质的电离度随弱电解质浓度降低而增大； （8）NH 4Ac 为一元弱酸碱盐，水解程度很大，故其水溶液的酸碱性很大。 解：（1）错误，因为乙酸不是强酸，在稀释过程中电离平衡会向右移动，氢离子浓度应略高于0.65X10-3mol/dm -3。 （2）错误，缓冲溶液只能在一定程度下减弱外来酸碱对pH 的影响，本题中HCl 已使（NH 4+）/（NH 3·H 2O ）明显上升，所以pH 会有变化。 （3）正确，通入适量的CO 2可以形成（HCO 3-—CO 32-）缓冲体系。 （4）正确，因为第一步水解产生的OH -会强烈地抑制第二步的水解。 （5）错误，因为在稀释过程中，c (HAc)和c (Ac -)同等程度变小，据公式 r O a r H p p lg( )c =K c -酸 盐 ，因为r r r r ( )( )c c c c =酸 酸 盐 盐 稀释前稀释后，所以溶液的酸度不变。 （6）正确，水的离子积是只与温度有关，在一定温度下是常数。 （7 ）正确，ini c α≈ =