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內容簡介

　　《物理化學（生命科學類）（第2版）/北京大學物理化學叢書》是參照國傢教育部化學類專業教學指導分委員會製定的《普通高等學校本科化學專業規範（草案）》，在北京大學生命科學學院使用瞭20多年的《物理化學與膠體化學》講義基礎上，經多次修改編寫而成的。
　　《物理化學（生命科學類）（第2版）/北京大學物理化學叢書》包括化學熱力學、化學動力學、膠體與錶麵化學、結構化學與結構分析四大部分，共10章。每章後附有思考題、習題和參考讀物。全書采用國際單位製（SI）和國傢標準（GB）中規定的量、單位和符號。基於《物理化學（生命科學類）（第2版）/北京大學物理化學叢書》的讀者對象，特彆是根據生命科學發展的需要，本書對物理化學的基礎知識進行瞭閤理的取捨，增加瞭耗散結構理論簡介、兩親分子有序組閤體、結構化學和結構分析等內容，力求使書中介紹的知識與現代生命科學結閤得更為緊密。
　　本書可作為綜閤性大學、高等師範院校生物類學科各專業的物理化學課程教材，也可作為醫、藥、農、林等院校有關專業的教材或教學參考書。

內頁插圖

目錄

緒言
0.1 物理化學研究的對象及其方法
0.2 物理化學在生命科學中的應用

第1章 熱力學第一定律
1.1 熱力學研究的對象、限度及其發展
1.2 熱力學的一些基本概念
1.2.1 熱力學體係和環境
1.2.2 熱力學狀態和狀態函數
1.2.3 熱力學過程和途徑
1.3 熱力學第一定律
1.3.1 熱力學能、熱和功
1.3.2 熱力學第一定律及其數學錶達式
1.4 功與過程
1.4.1 體積功
1.4.2 可逆過程
1.4.3 相變過程中的體積功
1.5 熱與焓
1.5.1 簡單變溫過程
1.5.2 相變過程
1.5.3 焓
1.6 熱力學第一定律對理想氣體的應用
1.6.1 理想氣體的熱力學能和焓-Gay.Lussac-Joule（蓋·呂薩剋一焦耳）實驗
1.6.2 理想氣體的C與CV之差
1.6.3 絕熱過程
1.7 熱化學
1.7.1 化學反應的熱效應
1.7.2 反應進度
1.7.3 熱化學方程式
1.8 Hess（赫斯）定律
1.9 幾種熱效應
1.9.1 生成焓
1.9.2 燃燒焓
1.9.3 溶解焓和稀釋焓
1.9.4 離子生成焓
1.10 反應熱與溫度的關係-Kirchhoff定律
1.11 新陳代謝與熱力學
參考讀物
思考題
習題

第2章 熱力學第二定律
2.1 自發變化的共同特徵——不可逆性
2.2 熱力學第二定律
2.3 熵
2.3.1 Carnot（卡諾）循環和熵函數的發現
2.3.2 過程方嚮的判斷
2.3.3 熵增加原理
2.4 熵變的計算
2.4.1 等溫過程的熵變
2.4.2 非等溫（加熱或冷卻）過程的熵變
2.4.3 環境的熵變
2.5 熱力學第二定律的本質——熵的統計意義
2.6 熱力學第三定律和標準熵
2.6.1 熱力學第三定律
2.6.2 標準熵
2.6.3 化學反應標準熵變的計算
2.7 Helmholtz（亥姆霍茲）自由能與Gibbs（吉布斯）自由能
2.7.1 Helmholtz自由能
2.7.2 Gibbs自由能
2.8 熱力學函數之間的一些重要關係式
2.8.1 封閉體係的熱力學基本公式
2.8.2 對應係數關係式
2.8.3 Maxwell（麥剋斯韋）關係式
2.9 △G的計算
2.9.1 簡單狀態等溫變化過程的AG
2.9.2 等溫等壓下相變過程的AG
2.9.3 化學反應過程的AG
2.10 溫度和壓力對△G的影響
2.10.1 溫度對AG的影響-Gibbs-Helmholtz公式
2.10.2 壓力對AG的影響
2.11 不可逆過程熱力學與耗散結構簡介
2.11.1 開放體係的熵變
2.11.2 最小熵産生原理
2.11.3 自然科學中的自組織現象
2.11.4 耗散結構形成的條件
2.11.5 應用
參考讀物
思考題
習題

第3章 溶液與相平衡
3.1 偏摩爾量
3.1.1 偏摩爾量的定義
3.1.2 偏摩爾量的集閤公式
3.2 化學勢
3.2.1 化學勢的定義
3.2.2 化學勢在相平衡中的應用
3.2.3 化學勢與溫度、壓力的關係
3.3 理想氣體的化學勢
3.4 實際氣體的化學勢
3.5 理想溶液各組分的化學勢
3.5.1 Raoult（拉烏爾）定律及理想溶液的定義
3.5.2 理想溶液各組分的化學勢
3.6 稀溶液及其各組分的化學勢
3.6.1 Henry（亨利）定律與稀溶液
3.6.2 稀溶液中溶劑的化學勢
3.6.3 稀溶液中溶質的化學勢
3.7 稀溶液的依數性
3.7.1 蒸氣壓降低
3.7.2 凝固點降低
3.7.3 沸點升高
3.7.4 滲透壓
3.7.5 生物體內的滲透功
3.8 非理想溶液及其各組分的化學勢
3.8.1 非理想溶液中溶劑的化學勢
3.8.2 非理想溶液中溶質的化學勢
3.8.3 活度與活度係數的測定
3.9 電解質溶液
3.9.1 電解質溶液中各組分的化學勢、活度與活度係數
3.9.2 離子平均活度係數的理論計算
3.10 大分子溶液及其滲透壓
……

第4章 化學平衡
第5章 電化學
第6章 化學動力學
第7章 錶麵化學
第8章 膠體分散體係
第9章 分子結構與分子光譜
第10章 晶體結構
附錄

精彩書摘

　　納米生物技術是指用於研究生命現象的納米技術，它是納米科技與生物技術相互融閤而成的一門綜閤性前沿交叉學科。目前，有關納米生物技術的研究主要包括兩個方麵：（i）利用新興的納米技術研究和解決生命科學問題；（ii）瞭解和模擬各種納米生物結構（如分子馬達、離子通道和光閤器等），仿生製造可應用於不同技術領域的功能性納米器件或裝置。經過生物偶聯（bioconjugation）的納米粒子在納米生物技術中發揮著十分重要的作用。以下簡要介紹幾類在納米生物技術受到廣泛關注的納米粒子。
　　1.金納米粒子
　　金納米粒子也稱作納米金，它是在生物和醫學領域研究和應用較早的一種納米粒子，通常分散在水溶液中以膠體金的形式存在。金納米粒子具有優良的生物相容性且易於與生物分子偶聯，同時具有獨特的光學性質和氧化還原性質，這使得它在納米生物技術中得到瞭廣泛應用。金納米粒子在可見光區域存在較強的錶麵等離子共振（SPR）吸收，並且該吸收峰的位置和形狀受到粒子的大小、形貌和聚集狀態的顯著影響。普通膠體金的吸收峰一般位於510～550nm，隨粒徑增大而發生紅移（錶觀顔色由淡橙黃色嚮深紅色、藍紫色變化），且隨著粒子聚集也會發生紅移和寬化。近年還發現，通過控製金納米粒子的形貌和結構，還可以在可見到近紅外波長範圍內人為地調控其SPR吸收。此外，金納米粒子還具有很強的光散射能力和顯著的錶麵增強Raman散射（SERS）效應。這些光學特性十分有利於金納米粒子在生物檢測等領域的應用。
　　目前金納米粒子主要應用於以下方麵：
　　（i）免疫分析。膠體金在1971年被引入免疫學實驗，開創瞭納米金免疫標記技術，此後逐漸發展成為四大免疫標記技術之一（其他三種技術使用的檢測標記物分彆為酶、放射性同位素和熒光物質）。在基於抗體一抗原特定作用的免疫分析中，作為免疫標記物的納米金可以通過光鏡、電鏡、電學等手段進行檢測，也可以應用於肉眼水平的比色檢測，例如利用斑點金免疫滲濾試驗可以快速檢測早孕、乙肝錶麵抗原和艾滋病抗體等。
　　（ii）DNA檢測。1996年Mirkin等發展瞭利用寡核苷酸修飾的金納米粒子進行DNA比色分析的新技術，當寡核苷酸修飾的金納米粒子與互補的靶DNA分子雜交後形成網狀聚集體，SPR吸收峰發生紅移，顔色由紅變藍。此後利用納米金作為光學探針檢測DNA的工作便蓬勃開展起來；與此同時，納米金還被廣泛用於增強電化學DNA傳感器和石英晶體微天平（QCM）在DNA檢測方麵的靈敏度。
　　（iii）單細胞分析。納米金可以作為標記物用於細胞染色或光學成像，還可用於單細胞中超靈敏的Raman光譜測定以給齣細胞內部的成分組成。
　　（iv）靶嚮治療。錶麵偶聯有特異性靶嚮分子的金納米粒子可以用作藥物載體以實現靶嚮給藥；而具有近紅外SPR吸收的金納米粒子因其特有的光熱效應，可以在近紅外光照射下發生局部升溫，因而可以選擇性殺死癌細胞。
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前言/序言

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