(医科类护理专业适用)
《医用基础化学》教学大纲
责任教师 史玉芳
2004年3月
一、课程的性质和任务
医用基础化学课是医科类护理专业的一门必修的重要基础课。根据医科类护理专业的特点和需要,扼要地介绍无机化学、分析化学和有机化学中的基础理论和基本知识。无机化学是研究无机物的化学,即研究除有机物以外的各种元素及其化合物的化学;分析化学是研究物质组成和含量的化学;有机化学是研究碳氢化合物及其衍生物的化学。通过学习医用基础化学,使学生了解和掌握与医学有关的化学基本知识、基本原理及基本实验技能,了解这些知识、理论和技能在医学上的应用,培养学生能用相关知识分析和解决实际问题的能力。
同时,也为学习后续课程(生物化学、医学遗传学、生理学和药理学等)打下基础。
二、课程教学时数分配
医用基础化学课共4学分,课内总学时数为72学时。该课的主教材:《医用基础化学》(张法浩、吕以仙主编,北京医科大学出版社出版)。辅导教材:《医用基础化学学习指导》(张法浩、刘俊义主编,北京医科大学出版社出版)。课程教学时数分配如下:
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章 |
内容 |
学时 |
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第一章 |
溶液和胶体 |
5 |
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第二章 |
化学热力学和化学动力学 |
6 |
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第三章 |
电解质溶液 |
6 |
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第四章 |
原子结构和分子结构 |
6 |
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第五章 |
氧化还原与电极电势 |
5 |
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第六章 |
配位化合物 |
4 |
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第七章 |
滴定分析法与分光光度法 |
4 |
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第八章 |
生命元素与人体健康 |
0 |
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第九章 |
必备的有机化学基础 |
1 |
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第十章 |
烃 |
6 |
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第十一章 |
醇、酚、醚 |
5 |
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第十二章 |
醛、酮 |
5 |
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第十三章 |
羧酸和羧酸衍生物 |
4 |
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第十四章 |
胺和杂环化合物 |
4 |
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第十五章 |
立体化学 |
6 |
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第十六章 |
生物分子的有机化学 |
5 |
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合计 |
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72 |
三、课程内容和要求
第一章
溶液和胶体
教学内容
第一节 分散系
一、分散系定义
二、分散系的分类
三、分子分散系
第二节 溶液的浓度
一、溶液的浓度表示法
1、质量分数
2、体积分数
3、质量浓度
4、物质的量浓度
二、溶液浓度的换算
1、质量浓度与物质的量浓度间的换算
2、质量分数与其它浓度间的换算
3、溶液的稀释
第三节 溶液的渗透压
一、渗透现象和渗透压
二、渗透压定律
三、渗透压在医学上的意义
1、渗透浓度
2、等渗、高渗和低渗溶液
3、晶体和胶体渗透压
第四节 溶胶
一、溶胶的性质
1、光学性质
2、动力学性质
3、电学性质
二、溶胶的结构
1、胶核及吸附
2、胶粒及胶团
三、溶胶的稳定因素及聚沉
教学要求
1、了解分散系及分类、渗透压的概念、溶胶的性质。
2、掌握渗透现象的产生和条件,渗透压定律及相关计算。
3、掌握胶团的结构、溶胶的稳定因素及聚沉方法。
4、重点掌握溶液浓度的表示方法,并能熟练地进行有关浓度的化学计算。
第二章
化学热力学和动力学基础
教学内容
第一节 热力学第一定律
一、热力学的几个基本概念
二、热力学第一定律
三、焓
第二节 化学反应的热效应
一、热化学方程式
二、反应热的计算
第三节 化学反应的方向和限度
一、自发过程
二、决定化学反应自发进行方向的因素
三、自由能与化学反应的方向和限度
四、标准状态下自由能变的计算
第四节 化学反应速率
一、化学反应速率表示方法
二、反应速率理论简介
三、影响反应速率的因素(浓度、温度、催化剂对反应速率的影响)
第五节 化学平衡
一、不可逆反应与可逆反应,化学平衡
二、标准平衡常数和实验平衡常数
三、影响化学平衡的因素
四、化学平衡移动——吕·查德里原理
教学要求
1、掌握下列基本概念:化学反应速率、活化分子、活化能、化学平衡。
2、掌握浓度、压力、温度对化学反应速率及化学平衡的影响。
3、掌握平衡常数Kc的概念、表达式的书写以及一般平衡计算。
4、了解催化作用及酶催化的特征。
5、了解化学热力学的几个基本概念。
第三章
电解质溶液
教学内容
第一节 酸碱平衡
一、酸碱质子理论
二、水溶液中的酸碱平衡
1、水的质子自递平衡
2、一元弱酸(碱)的解离平衡
3、多元弱酸(碱)的解离平衡
4、离子酸(碱)的解离常数
三、酸碱溶液pH值的计算
1、水溶液的酸碱性及pH值
2、强酸(碱)溶液pH的计算
3、一元弱酸(碱)溶液pH值的计算
4、多元弱酸(碱)溶液pH的计算
四、稀释定律和同离子效应
第二节 缓冲溶液
一、缓冲溶液的组成、作用
二、缓冲溶液的pH值计算
三、缓冲容量
四、缓冲溶液的配制
五、血液中的缓冲体系
第三节 难溶电解质的沉淀溶解平衡
一、溶度积
二、沉淀的生成和溶解(溶度积规则)
教学要求
一、重点掌握
1、弱电解质的电离平衡,酸碱电离常数Ka、Kb和水的离子积Kw的含义。
2、一元弱酸、一元弱碱溶液中氢离子浓度[H+]和pH值的计算。
3、缓冲溶液的pH值计算及缓冲溶液配制。
二、掌握
1、水溶液的酸碱性及pH值(pOH)与溶液中的[H+]([OH-])的关系和换算。
2、同离子效应及有关计算。
3、利用溶度积规则判断沉淀的生产和溶解。
三、了解
1、酸碱质子理论。
2、缓冲溶液的组成、作用。
3、缓冲容量。
4、血液中的缓冲体系。
5、难溶电解质的沉淀溶解平衡及溶度积常数Ksp的表达式及意义。
6、溶度积与溶解度的关系。
第四章
原子结构和分子结构
教学内容
第一节 核外电子的运动状态
一、微观粒子波粒二象性
二、核外电子运动状态的描述
第二节 核外电子排布及元素周期律
一、原子轨道能级
二、核外电子排布规律
三、原子的电子组态和元素周期表
四、原子半径
五、元素的电负性
第三节 共价键
一、共价键概念的提出
二、现代价键理论
1、共价键的本质
2、共价键的特点
3、共价键的类型
三、杂化轨道理论
1、理论要点(S轨道和P轨道的杂化)
2、实例
3、NH3和H2O分子的空间构型
第四节 分子间作用力
一、分子极性
二、范德华力
三、氢键
教学要求
1、掌握核外电子排布的三项原则,并根据电子填充顺序书写常见原子的电子排布式。
2、掌握核外电子组态与元素周期表的关系。
3、掌握σ键和π键的特征和形成条件。
4、掌握sp、sp2、sp3杂化轨道及空间构型。
5、了解范德华力产生的原因及氢键的概念,能用分子间作用力及氢键解释物质的物理性质。
6、了解电子的波粒二象性和波函数(原子轨道)的概念。
7、了解几率密度、电子云的概念和四个量子数的物理意义及其取值范围。
第五章
氧化还原与电极电势
教学内容
第一节 氧化还原反应的基本概念
一、氧化数
二、氧化还原反应
三、氧化剂、还原剂
第二节 电极电势
一、原电池
1、电池的组成
2、电极反应及电池反应
3、电池符号
二、电极电势的概念
1、电极电势的产生
2、电极电势不同的原因
三、标准电极电势
四、浓度对电极电势的影响
1、Nernst方程式
2、酸度对电极电势的影响
3、生成沉淀对电极电势的影响
第三节 电极电势的应用
一、比较氧化剂和还原剂的强弱
二、判断氧化还原反尖的方向
三、计算氧化还原反应平衡常数
教学要求
一、重点掌握
1、熟练运用Nernst方程计算非标准状态下的电极电势。
2、电极电势及电池电动势的应用(①比较氧化剂、还原剂强弱;②判断氧化还原反应进行的方向)。
二、掌握
1、氧化数变化与氧化剂、还原剂的关系。
2、原电池组成,电极反应。
三、了解
电极电势的产生及电极电势的测定。
第六章 配位化合物
教学内容
第一节 基本概念
一、配合物的定义
二、配合物的组成
三、配合物的命名
四、螯合物
第二节 配合物的价键理论
一、理论要点
二、配合物的类型(内轨型、外轨型)
三、配离子的空间构型
第三节 配位平衡
一、配位平衡常数(稳定常数)
二、配位平衡的移动
教学要求
1、重点掌握配合物的组成和命名。
2、了解影响配位离子稳定的因素。
3、了解配合物的结构特点。
4、了解螯合物
第七章 滴定分析法与分光光度法
教学内容
第一节 滴定分析法概述
一、标准溶液的配制与标定
二、滴定分析的计算
三、误差和有效数字
第二节 酸碱滴定法
一、酸碱指示剂(变色原理、变色范围)
二、滴定过程中溶液pH的变化规律
1、强碱滴定强酸
2、强碱滴定一元弱酸
三、突跃范围与指示剂的选择
1、影响突跃范围的因素
2、指示剂选择
四、酸碱滴定法的应用
1、酸、碱标准溶液的配制和标定
2、应用举例
第三节 高锰酸钾滴定法
1、标准溶液的配制和标定
2、应用举例
第四节 EDTA滴定法
1、影响EDTA滴定的因素
2、金属指示剂
3、EDTA滴定法的应用
4、EDTA标准溶液的配制与标定、应用示例
第五节 分光光度分析法
1、物质对光的选择性吸收
2、显色剂与显色反应
3、可见分光光度法
教学要求
1、重点掌握酸碱滴定的基本原理(滴定曲线,滴定突跃范围,指示剂选择,酸碱浓度、强碱对滴定突跃的影响)。
2、重点掌握定量计算(用物质的量浓度或物质的量计算的基本方法,各种滴定分析中实际计算)
3、掌握滴定分析的特点和方法(等量点,滴定终点,在滴定分析中所利用的化学反应具备的条件,滴定分析常用的方法)。
4、了解滴定分析的操作程序(对基准物的要求,标准溶液的配制和标定)。
5、了解分析结果的准确度和精密度(误差和偏差,产生误差的原因和应采取的措施)。
6、了解高锰酸钾滴定、EDTA滴定的基本原理,应注意的问题及指示剂。
7、了解分光光度分析法
第八章 生命元素与人体健康
教学内容
第一节 必需元素和非必需元素
第二节 生命元素的功能和分类
第三节 微量元素的毒性
教学要求
本章属了解性质的内容,不作具体教学要求。
第九章 必备的有机化学基础知识
教学内容
1、有机化合物的概念和有机化学的研究对象
2、碳原子的杂化轨道类型、形状和特点
3、键长、键角
4、共价键与分子的极性
5、路易斯酸碱概念
教学要求
1、重点掌握碳原子的sp3、sp2、sp三种杂化类型以及其形状和特点
2、掌握键长、键角的概念以及共价键的极性。
3、掌握路易斯酸碱概念。
第十章 烃
教学内容
第一节 烷烃和环烷烃
一、烷烃
1、烷烃的结构和异构现象
2、烷烃的命名
3、烷烃的物理性质
4、烷烃的化学性质
二、环烷烃
1、命名
2、化学性质
第二节 烯烃
一、烯烃的结构特点
二、烯烃的命名(烯烃包括顺反、Z、E命名)
三、烯烃的物理性质
四、烯烃的化学性质
1、加成反应
2、氧化还原反应(氧化和催化氢化)
第三节 炔烃
一、炔烃的结构
二、炔烃的命名
三、炔烃的物理性质
四、炔烃的化学性质
第四节 芳香烃
一、苯的结构
二、芳香烃的分类和命名
三、芳香烃的物理性质
四、芳香烃的化学性质
1、取代反应(与卤素、硝酸、硫酸的反应)
2、芳香烃的侧链的氧化
五、稠环芳烃与致癌物
第五节 烷烃和芳香烃的来源
教学要求
一、重点掌握
1、烯烃、炔烃和芳香烃的命名(包括烯烃的顺反异构体的命名及Z、E命名)。
2、碳碳单键、双键、叁键的结构特点和苯的结构。
3、烯、炔的加成反应。
4、芳香烃的亲电取代反应。
5、末端炔烃的酸性反应。
二、掌握
1、芳香烃的侧链氧化。
三、了解
1、烷烃氯取代反应的机理。
2、与医学有关的烃类化合物和致癌烃结构特点。
3、自由基对人体健康的损害。
第十一章 醇、酚、醚
教学内容
第一节 醇和硫醇
一、醇的结构
二、醇的分类与命名
三、醇的物理性质、氢键对沸点、溶解度的影响
四、醇的化学性质
1、与活泼碱金属反应
2、与无机含氧酸反应:生成无机酸酯
3、脱水反应
4、氧化反应
五、甲醇和乙醇的来源和性能
六、硫醇的结构和性能
第二节 酚
一、酚的结构与命名
二、酚的酸性与成盐
第三节 醚
一、醚的结构与命名
二、醚的物理性质
三、醚的化学性质
四、环氧乙烷的性质和在医学上的用途
教学要求
一、重点掌握
1、醇、硫醇、酚、醚的结构特点和命名。
2、醇的物理性质:分子量递变对醇沸点、熔点的影响规律,氢键对沸点、熔点和溶解性的影响。
3、醚的稳定性;醇、酚的酸性反应及其实际应用。
二、掌握
1、醇的氧化性,醇的酯化及脱水反应。
2、醚浓的强酸形成锌盐的性质。
3、环氧化物的特殊性质(酸碱催化均易开环)。
三、了解
1、了解人体血液中不同浓度的乙醇对健康的影响。
2、医学上常见的醇、酚、硫醇和醚类化合物。
第十二章 醛、酮
教学内容
一、醛、酮的命名
二、羰基的结构
三、醛、酮的物理性质
四、醛、酮的化学性质
一、羰基的亲核加成反应
1、与水的加成
2、与醇的加成
3、与氨的衍生物加成
二、醇醛缩合反应
三、氧化还原反应
教学要求
一、重点掌握
1、羰基的结构特点。
2、醛、酮的命名。
3、醛、酮的亲核加成反应和醇醛缩合反应。
二、掌握
1、醛、酮在化学性质上的异同点。
2、缩醛和缩酮的性质和结构特点。
3、醛酮的氧化还原反应。
(三)了解在医学上常用的醛、酮化合物
第十三章 羧酸和羧酸衍生物
教学内容
第一节 羧酸
一、羧酸的结构
二、羧酸的命名
三、羧酸的物理性质
四、羧酸的化学性质
1、酸性与成盐
2、酯化反应
3、脱羧反应
第二节 羧酸衍生物
一、羧酸衍生物的命名
二、羧酸衍生物的水解反应
三、磷酸酯与磷酸酐
教学要求
1、重点掌握羧酸及其衍生物的命名,尤其是与医学有关的一些羧酸的俗名(例如:醋酸、草酸、琥珀酸、丙酮酸、水杨酸等),酸性与结构的关系,羧酸盐(K、Na盐)的水溶性,酯化反应条件和酯的结构特点。
2、掌握草酸、丙二酸、β-酮酸的脱羧反应,β-羧基酸的脱水反应,以及羧酸衍生物(酰氯、酸酐、酯、酰胺)的水解反应。
3、了解β-羟基羧酸以外的其它羧酸的脱水反应。
第十四章 胺和杂环化合物
教学内容
第一节 胺类
一、胺的结构和分类
二、胺的命名
三、胺的物理性质
四、胺的化学性质
1、胺的碱性与成盐
2、胺与亚硝酸的反应
五、季铵盐与乙酰胆碱
第二节 杂环化合物
1、杂环化合物的分类和命名
2、吡咯和吡啶的结构与碱性
教学要求
重点掌握一般胺类的命名,胺的碱性与成盐;掌握伯胺、仲胺与HNO2的反应;了解杂环胺的碱性和水溶度。
第十五章 立体化学
教学内容
一、异构现象分类,构造异构,立体异构(包括几何异构和光学异构)
二、具有一个手性中心的分子
三、怎样预测光学异构体
四、在实验室怎样检测光学异构现象
1、平面偏振光
2、光学活性及其测定
3、比旋光度
4、外消旋体
五、具有两个或两个以上手性中心的分子
1、对映体和非对映体
2、内消旋化合物
六、无手性碳原子的光学异构体
七、费歇尔(Fischer)投影式
八、对映体的命名(R/S构型表示法)
九、手性分子的存在和产生
十、手性分子在生物世界中的作用
教学要求
1、重点掌握对映体的概念和R、S命名及其性质。
2、掌握内消旋体、外消旋体和非对映体的概念;了解比旋光度的含义及其计算方法和标准的书写表示方法;化合物的光学活性与结构的关系。
3、了解对映体的拆解方法以及立体异构的重要性。
第十六章
生物分子的有机化学
教学内容
第一节 糖类化合物
一、糖的定义和分类(单糖、双糖和多糖)
二、单糖的构型和性质
1、单糖的构型
2、变旋现象
3、单糖的环状结构
4、单糖的物理性质
5、单糖的化学性质
6、成苷的反应
7、氧化反应(还原糖,非还原糖)
三、氨基糖
四、寡糖
五、多糖
第二节 类酯
一、油和脂肪(甘油三酸酯)
1、脂肪酸
2、甘油三酸酯
3、油和脂肪的水解和皂化反应
二、磷脂
三、甾族类化合物
四、前列腺素
第三节 氨基酸和蛋白质
一、氨基酸
1、氨基酸的构型
2、人体必需的氨基酸
3、氨基酸的酸碱性
4、氨基酸的等电点
二、肽和蛋白质
1、肽的结构、分类和命名
2、蛋白质的分类、功能和变性
3、蛋白质的等电点
第四节 核酸
核酸的组成和分类(DNA、RNA)
教学要求
1、重点掌握单糖构型(D、L构型),葡萄糖和核糖的结构,以及单糖的成苷反应和氧化反应,单糖的变旋性质;掌握麦芽糖和纤维二糖在结构上的差异以及淀粉、糖原与纤维素在结构上的差异;了解糖原的生理功能。
2、重点掌握油脂的组成、结构、水解和皂化反应;掌握卵磷脂、脑磷脂和神经磷脂的组成和结构特点以及胆固醇、胆酸等的结构特点;了解脂溶性维生素和前列腺素的性能和结构特点以及磷脂在生物体中的作用。
3、重点掌握天然氨基酸的结构特点和L构型,以及其两性和等电点的性质;掌握氨基酸与茚三酮的显色反应,以及人体必需氨基酸的结构;了解氨基酸构成蛋白质的连接方式。
4、重点掌握核酸的组成和分类;掌握核苷和核苷酸的命名和结构;了解DNA的结构特点。
四、实验内容和要求
一、溶液的配制与稀释(3学时)
二、缓冲溶液(3学时)
三、醋酸电离常数的测定(3学时)
四、酸碱标准溶液的配制与标定(3学时)
五、水质总硬度的测定(3学时)
六、溶解度试验(2学时)
七、熔点测定(3学时)
八、薄层分析实验(2学时)
九、有机化合物定性实验(3学时)
十、旋光仪的使用(2学时)
从以上实验中选做4-5个实验。