Предмет и задачи химии. Место химии в системе естественных наук. - раздел Химия, Предмет и задачи химии. Место химии в системе естественных наук Курс Общей Химии Для Медиков Отличается Медико-Биологической Ориентацией При ...
Курс общей химии для медиков отличается медико-биологической ориентацией при изучении этого курса необходимо уделить большое внимание врачу большего профиля, чтобы на основе современных достижений науки систематизировать знания важнейших обобщений химии. Научиться активно, применять эти знания для раскрытия физико-химической сущности, явлений происходящих в живом организме в норме и при патологическом состоянии, а так же при воздействии на организм факторов окружающей среды, химика и физика терапевтических средств. Общая химия – фундаментальная дисциплина, входящая в учебный план подготовки врача. Она объединяет разделы неорганической, физической и аналитической химии, имеющих важнейшее значение для формирования естественно – научного мышления специалистов медицинского профиля. Каждый раздел общей химии вооружает студента знаниями, которые ему необходимо при рассмотрении физико-химической сущности и механизма процессов, происходящих в организме человека молекулярном и клеточном уровне. Умение выполнять расчеты параметров этих процессов позволяет более глубоко понять функции отдельных систем организма в целом, а так же его взаимодействия с окружающей средой. Задачи лекционного курса заключается в следующем: освещение ключевых вопросов программы, материал лекции призван стимулировать к самостоятельной последующей работе. В условиях все большего внедрения достижений естественных наук в практическую медицину отчетливо прослеживается изменение приоритетов в преподавании химии в медицинских институтах, требующего в настоящее время не столько ознакомления с фактологической стороной, изучаемой дисциплины, сколько формирования целостного физико-химического подхода к изучению человеческого организма. В этой связи традиционные принципы преподавания химии оказываются малоэффективными.
2. Химическая термодинамика как теоретическая основа биоэнергетики.Термодинамика не дает ответа на вопрос, какова природа или механизм того или иного явления. Она исследует исключительно энергетическую сторону процессов. Химическая термодинамика изучает соотношение между химической и другими видами энергии и играет важную роль для решения биофизико-химических проблем. Она позволяет решить такие вопросы, как энергетический баланс химических и биохимических процессов, условия равновесия, осуществимость химической реакции и т.п. Химическая термодинамика позволяет судить о том, может ли данная химическая реакция, необходимая для какого-либо жизненного процесса, протекать или эта возможность принципиально исключена. Биоэнергетикой называется область науки, которая занимается изучением трансформации энергии в живых системах. Химическая термодинамика необходима для сознательного управления физико-химическими процессами, лежащими в основе обмена веществ в организме. Термодинамика изучает взаимные превращения различных видов энергии, связанные с переходом энергии между телами в форме теплоты и работы. Термодинамика базируется на двух основных законах, получивших название первого и второго начал термодинамики. Предметом изучения в термодинамике является энергия и законы взаимных превращений форм энергии при химических ре акциях, процессах растворения, испарения, кристаллизации.Системой называется тело или совокупность тел, мысленно (или фактически обособленных от окружающей среды. Остальная часть пространства со всем, что в ней находится, называется окружающей средой. Система называется гомогенной, если внутри нее нет поверхности раздела между частями системы, и гетерогенной, если такие поверхности раздела имеются. Все величины, характеризующие какое-либо свойство рассматриваемой системы, называются термодинамическими переменными или параметрами термодинамической системы. Свойства системы, определяемы термодинамическими параметрами первой группы, называют экстенсивными, а определяемые термодинамическими параметрами второй группы интенсивными. Процесс, связанный с изменением хотя бы одного из термодинамических параметров системы /температуры, давления, объема, концентрации/, называют термодинамическим. Термодинамический процесс, в течение, которого система проходит через ряд равновесных состояний, называется равновесным процессом.
Процесс, протекающий при постоянной температуре, называется изотермическим, при постоянном давлении - изобарическим, при постоянном объеме – изохорическим.Если во время процесса система изолирована от внешней среды таким образом, что исключен теплообмен со средой, процесс называют адиабатическим.
17. Химическая кинетика, как основа для изучения скорости и механизма реакции. Химической кинетикой называется учение о скорости химических реакций и ее зависимости от различных факторов (концентрации реагирующих веществ, температуры, давления, катализаторов и др.).
Изучение кинетики и механизма химических реакции имеет большое теоретическое и практическое значение как в химии, так в биологии. Как известно, химические реакции могут протекать с самыми различными скоростями. Некоторые реакции, сопровождающиеся взрывом, заканчиваются в тысячные доли секунды, другие же совершаются в течение минут, часов или даже многих лет, например геохимические процессы в земной коре.
Кинетика имеет большое практическое значение для проведения различных технологических процессов. Скорость этих процессов может быть изменена в желаемом направлении в зависимости от создаваемых условий.
Особенности течения биохимических процессов зависят от катализаторов; эффективность действия лекарственных веществ может быть связана со скоростью химических реакций, возникающих при этом в организме, и т. п. Скорость химической реакции характеризуется изменением концентрации реагирующих веществ в единицу времени.
Как известно, молекулы, находящиеся в той или иной системе, могут взаимодействовать только при столкновениях. Естественно, что реакция пойдет быстрее при большем числе столкновений, а последние в первую очередь будут зависеть от концентрации реагирующих веществ.
Все темы данного раздела:
Одностадийные, гомогенные, гетерогенные.
В зависимости от механизма реакции бывают простые (идут в одну стадию) и сложные (многостадийные). Сложные реакции могут быть последовательными, параллельными, сопряженными, цепными и др.Последоват
Закон действующих масс для скорости реакции. Константа скорости реакции.
Необходимым условием того, чтобы между частицами (молекулами, ионами) исходных веществ произошло химическое взаимодействие, является их столкновение друг с другом (соударение). Точнее говоря, част
Порядок реакции. Уравнение кинетики 1-го и 2-го порядка. Период полупревращения.
Порядок определяется по применимости к ним тех или иных форм уравнений кинетики реакций. Порядок реакции равен молекулярности такой реакции, кинетическим уравнением которой она может быть представл
Зависимость скорости реакции от температуры. Температурный коэффициент скорости реакции.
При повышении температуры в значительной степени увеличивания скорость химических реакций. Это увеличение можно характеризовать при помощи температурного коэффициента скорости реакции, который пред
Уравнение Аррениуса. Энергия активации. Теория активных соударений.
Для определения скорости и направления реакции основным фактором является энергия активации. Скорость любой химической реакции зависит от числа столкновений реагирующих молекул в единицу времени, н
Активация и ингибирование ферментов.
Нередко действие катализаторов связано с влиянием на них некоторых веществ, обладающих способностью угнетать их активность или, наоборот, стимулировать ее. Первая группа веществ называется ин
Понятие о кинетики сложных реакций. Параллельный, последовательные, сопряженные и цепные реакции.
Примером параллельной реакции может служить также термическое разложение бертолетовой соли. Последовательными называются реакции, протекающие через ряд последовательных стадий по общей схеме А-&
Роль растворов в жизнедеятельности организмов. Вода как растворитель.
Для изучения биологических и медицинских дисциплин большой интерес представляет учение о растворах. Растворами называют однородные системы переменного состава. Химический состав и физические свойст
Изоэлектрическое состояние и изоэлектрическая точка амфолитов
Аминокислоты проявляют свойства и кислот, и оснований. Такие соединения представляют собой амфотерные электролиты или амфолиты. Существенно, что при растворении аминокислот в воде (а они в ней хор
Концентрация растворов и способы их выражения.
Концентрацией раствора называется количество растворенного вещества, содержащееся в определенном количестве раствора или растворителя. Растворы с большой концентрацией растворенного вещества
Сольватная теория растворов.
При растворении многих веществ их молекулы (или ионы) связываются с молекулами растворителя, образуя соединения, называемые сольватами; этот процесс называется сольватацией. В частном случае, ког
Растворимость газов в жидкостях. Кессонная болезнь.
Вещества со слабополярными молекулами, например жирны; кислоты, лучше растворяются в растворителях, молекулы которые также мало полярны (например, эфир) или неполярны бензолу Таким образом, взаимна
Растворимость жидкости и твердых тел в жидкостях. Гидраты и кристаллогидраты.
Рассмотрим растворимость твердых веществ в жидкостях и жидкостей в жидкостях и условия фазовых равновесий. При переходе из одного фазового состоянья в другое, в частности индивидуального вещества в
Вязкость растворов. Аномальная вязкость растворов ВМС.
Вязкостью или внутренним трением называют меру сопротивления среды движению. Измерение вязкости - самый простой и доступный способ изучения свойств макромолекул. Он ценен тем, что позволяет опреде
Растворы ВМС. Набухание. Общая характеристика растворов ВМС.
К высокомолекулярным соединениям относят вещества с молекулярным весом от нескольких тысяч до нескольких миллионов. Эти соединения называют также полимерами. Они образуются результате поликонденсац
Удельная, приведенная, относительная и характеристическая вязкость.
Увеличение вязкости связанное с изменением концентрации при растворении полимера, принято характеризовать удельной вязкостью. При вискозиметрическом методе определения молекулярного веса пол
Вязкозиметрическое определение молекулярной массы полимеров.
Осмотическое давление в растворах собственно коллоидов и полимеров, как и в истинных растворах, пропорционально их концентрации. Однако в связи с малой весовой концентрацией (менее 1,0%) коллоидов
Вязкость крови и других биологических жидкостей.
Осмотическое давление в жидкостях организма (кровь, лимфа, межклеточная жидкость, спинномозговая жидкость и др.) выполняет важную физиологическую функцию, влияющую на распределение в тканях органи
Коллигативные свойства растворов.
Осмотическое давление растворов ВМС существенно отличается от рассчитываемого согласно уравнению Вант Гоффа п = сRТ, причем экспериментально полученная кривая лежит выше теоретической прям
Относительное понижение давления насыщенного пара и закон Рауля. Идеальные растворы.
Растворы многими свойствами отличаются от чистых растворителей. Например, давление пара растворителя над раствором ниже, чем над чистым растворителем. Это понижение прямо пропорционально мольной
Понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения, зависимость их от концентрации раствора.
Определение величины, на которую повышается температура кипения растворов, называется эбулиометрией (эбулио — кипение). Определение величины понижения температуры замерзания, т. е. разности
Осмос и осмотическое давление. Закон Вант Гоффа
Процесс самопроизвольного проникновения растворителя через полупроницаемую мембрану и представляет собой осмос. Если бы мембрана оказалась подвижным поршнем, она бы смещалась в ст
Осмотическое давление в растворах биополимеров. Мембранное равновесие Доннане.
Осмотическое давление растворов высокомолекулярных соединений значительно увеличивается с ростом концентрации и может быть рассчитано по уравнению п= С/M RT + KC2 где С — весовая концентрация поли
Роль осмоса и осмотическое давление в биологических системах.
Роль осмотических явлений в различных физиологических процессах чрезвычайно велика. Постоянство осмотического давления (изоосмия) тех или иных физиологических сред (плазма, внутриклеточная жидкос
Плазмолиз и гемолиз.
Обилие воды в клетках и тканях необходимы для нормального течения многообразных физических и химических процессор гидратации и диссоциации веществ, реакций гидролиза, окисления и т. п. Каждая живая
Растворы слабых и сильных электролитов. Степень и константа диссоциации слабых электролитов.
Электролитами называют вещества, которые в растворенном (или расплавленном) состоянии проводят электрический ток. Электропроводность является особым свойством растворов электролитов. В то вр
Электролиты в организме человека. Электролитический состав крови.
Коллоидные растворы клеток и биологических жидкостей находятся в соприкосновении с электролитами. Поэтому при введении в организм какого-либо электролита надо учитывать не только его концентрацию,
Диссоциация воды. Ионное производство воды. Водный показатель.
Чистая вода очень плохо проводит электрический ток, но все же обладает измеримой электропроводностью, которая объясняется небольшой диссоциацией воды на ионы водорода и гидроксид-ионы: H2
Интервалы значения pH для различных жидкостей человеческого организма.
Постоянство концентрации водородных ионов является одной из существенных констант внутренней среды организмов. Так, рН крови человека составляет 7,36. Активность разнообразных биологических катализ
Буферные системы крови.
Наиболее мощными буферными системами крови являются гемоглобиновый и оксигемоглобиновый буфера, которые составляют примерно 75% всей буферной емкости крови. Буферные, свойства гемоглобина по своему
Уравнение Гендерсона Гассельбаха.
Примером кислотного буфера может служить ацетатный буферный раствор, содержащий смесь уксусной кислоты и ацетата натрия (СНзСООН + СНзСООNа). При добавлении к такому раствору кислоты она взаимоде
Понятие о кислотно-щелочном состоянии крови.
Величина рН крови зависит от концентраций свободной растворенной в крови Н2СОз и кислоты, связанной в гидрокарбонат-ион. Концентрацию углекислоты, растворенной в крови, можно найти по ф
Кислотно-основное титрование. Кривые титрования. Точка эквивалентности. Выбор индикатора. Применение в медицине.
Титриметрические методы анализа широко применяются в медицине в биохимических лабораториях для анализов крови, мочи и других биологических жидкостей. В клинической практике находит широкое примене
Гидролиз солей. Степень гидролиза в биологических процессах.
Гидролизом называется процесс взаимодействия ионов соли Е ионами воды. Гидролиз солей является процессом, обратным иейтрализации. Рассмотрим три наиболее типичных случая реакции гидролиз! солей: 1.
Реакция осаждения и растворения. Производные растворимости. Аргентометрия. Применение в медицине.
Количественно растворимость различных веществ выражается концентрацией насыщенных растворов. Растворимостьданного вещества равна его молярной концентрации в насыщенном растворе в моль/л. Растворимо
Оксидометрия, иодометрия, перманганатометрия. Применение в медицине.
В зависимости от применяемых титрантов различают несколько видов окислительно-восстановительного титрования: перманганатометрическое, иодиметрическое, бихроматометрическое и другие. Перманганатомет
Электронное облако орбиталь.
Представление об электроне как о материальной точке не соответствует его истинной физической природе. Поэтому правильнее рассматривать как схематическое изображение электрона, «размазанного» по в
Метод валентных связей. Механизм образования валентных связей.
Образование химической связи между атомами водорода является результатом взаимопроникновения электронных облаков, происходящего при сближении взаимодействующих атомов. Вследствие такого взаимопр
Принцип Паули. Правило Хунда. Основное и возбужденное состояние атома.
Для определения состояния электрона в многоэлектронном атоме важное значение имеет сформулированное В. Паули положение (принцип Паули), согласно которому в атоме не может быть двух электронов,
Виды связей. Кратность связи.
В молекуле водорода перекрывание атомных S-электронных облаков происходит вблизи прямой, соединяющей ядра взаимодействующих атомов. Образованная подобным образом ковалентная связь называется b cвяз
Насыщенность, направленность и длина связи.
Атомы обладают разнообразными возможностями для образования ковалентных связей. Последние могут создаваться и за счет неспаренных электронов невозбужденного атома, и за счет неспаренных электрон
Понятие о гибридизации атомных орбиталей. Геометрия молекул.
Метод гибридизации атомных орбиталей исходит из предположения, что при образовании молекулы вместо исходных атомных S-, р~ и d-электронных облаков образуются такие равноценные «смешанные» или гиб
Ионная связь как предельно поляризованная ковалентная связь.
Связь такого типа осуществляется в результате взаимного электростатического притяжения противоположно заряженных ионов. Ионы могут быть простыми, т. е. состоящими из одного атома (например, катион
Метод молекулярных орбиталей. Связывающие и разрыхляющие орбитали.
В методе молекулярных орбиталей (МО) к рассмотрению электронной структуры молекулы подходят так же, как и к многоэлектронному атому. Логичность использования одной физической модели вытекает из
Водородная связь. Молекулярная и внутри молекулярная водородная связь.
Если атом водорода связан ковалентной связью с каким-либо электроотрицательным элементом, то он может одновременно притягиваться к другому атому, имеющему высокую электронную плотность. Энергия та
Комплексные соединения. Координационная теория Вернера.
Любое взаимодействие между атомами, ионами, молекулами, ионами и молекулами и т.д. сопровождается определенным пространственным расположением частиц относительно друг друга или координацией. Прост
Центральный атом, лиганды, координационное число центрального атома.
Химия комплексных (координационных) соединений изучает ионы и молекулы, состоящие из центральной частицы и координированных вокруг нее лигандов. Центральная частица (комплексообразователь) и непос
Внутрикомплексные соединения. (хелаты).
Полидентатные лиганды, занимая в координационной сфере два и более места, образуют циклические комплексы, которые называют также хелатными; это очень важный в биологическом отношении класс комплекс
Комплексоны и их применение в медицине.
Токсический эффект некоторых комплексов используется для создания противораковых и противомикробных препаратов. К примеру, издавна известно бактерицидное действие серебра, которое объясняется тем,
Реакция комплексообразования.
Природа химической связи в комплексных соединениях. Образование многих комплексных соединений можно в первом приближении объяснить электростатическим притяжением между центральным катионом металла
Номенклатура комплексных соединений.
К основным типам комплексных соединений относятся следующие: 1. Аммиакаты — комплексы, в которых лигандами служат молекулы аммиака, например: [Си(NН3)4]SО4, [Со(NН
Константа нестойкости и устойчивости комплексных ионов.
Частицы, находящиеся во внешней сфере, связаны с комплексным ионом преимущественно электростатическими силами и легко отщепляются в водном растворе. Эта диссоциация называется первичной, она проте
Общая характеристика p - элементов.
р-Элементы третьей группы в микроколичествах входят в состав биомолекул, связываясь с атомами кислорода или азота. Так, известен антибиотик борамицин, в котором реализуется донорно-акцепторное вза
Новости и инфо для студентов