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第84章 基础科学(4)

定性分析是鉴定物质是由哪些成分组成的科学。它是根据物质的物理性质、化学性质来确定物质的组成的。物质的物理性质主要指颜色、气味、硬度、熔点、沸点、焰色等。化学性质是指物质参加化学反应时表现出来的性质,经典的硫化氢分组分析是其典型的代表。许多物质具有独特的化学性质,据此可很容易地进行定性检出。例如:碘与淀粉生成蓝色物质、PbCrO4为黄色沉淀、Cu2Fe(CN)6为红棕色沉淀等。目前还常常使用结构分析的手段进行定性分析,根据物质的特定红外光谱、紫外光谱、原子光谱、X射线光谱、激光拉曼光谱、核磁谱、质谱等确定物质的组成。

定量分析是测定物质中有关组成部分含量的吗

定量分析是研究、测定物质中有关组成部分含量的科学。它是分析化学的主要组成部分。定量分析可分为化学分析和仪器分析两大类。经典的化学分析是以物质的化学反应为基础的分析方法,主要有重量分析和滴定分析(含酸碱滴定、络合滴定、氧化还原滴定及沉淀滴定)。与测定有关的其他问题,如痕量物质的定集、复杂物质的分离、分析试剂的合成和纯化等也是定量分析研究的内容。定量分析还广泛地应用于工业、农业、医药卫生、科学研究等大量实际工作中。

何谓放射性元素

放射性元素指具有放射性,但尚未发现存在稳定核素的那些元素。这些元素的原子核能进行自发衰变,变成其他元素的核,同时放射出α射线(带2个正电荷的He核流)、β射线(电子流)、γ射线(波长极短的电磁波),元素的这种性质叫做放射性。自然界中存在的放射性元素叫“天然放射性元素”,由人工核反应合成的放射性元素叫“人工放射性元素”,它们发生的衰变叫“人工放射性”。

什么是分光光度法

大多数物质都具有吸收光的性能,不同的物质对光的吸收有不同的选择(如蛋白质最大吸收峰值为280nm,而核酸则为260nm),且同一物质在不同浓度时对同一种光的吸收强度也不同。比尔定律指出,某物质的吸光率与该物质的摩尔消光系数、浓度及溶液的厚度成正比。利用这些性质可对物质进行定性和定量的分析。用分光光度法定性和定量地分析物质,由分光光度计完成。分光光度计分为两种,即可见光分光光度计和紫外光分光光度计。前者以可见光(如钨灯)为光源,用以分析在可见光光区(400~800nm)有选择吸收的物质,后者以紫外光为光源(如氙灯),用以分析在紫外区有选择吸收物质。而那些在可见光区吸收值很小的物质,可通过一定的反应使其生成有色物质而增加其在可见光区的吸收值,然后由比色分析原物质的量及性质。目前分光光度法常用于物质含量的测定、解离常数的分析、结构分析、酶动力学研究等。

何谓分子轨道理论

分子轨道理论简称MO法。分子轨道理论着眼于分子的整体性,认为原子在形成分子时,所有电子都有贡献,分子中的电子不再从属于个别原子而在整个分子中运动,较为全面地反映了分子内部电子的各种运动状态。基本内容如下:分子中的电子围绕整个分子运动,每一分子轨道都有相应的能量和形状;分子轨道是由原子轨道的线性组合(即相加或相减)而成的,n个原子轨道可组成n个分子轨道;成键的各原子轨道必须符合对称性匹配原则、能量相近原则和轨道最大重叠原则才能有效地组合成分子轨道;电子在分子轨道中的排布,也遵守泡利不相容原理;用键级来表示分子中键的强弱,键级越大,键越强,分子越稳定。

光化学烟雾是怎样一种现象

光化学烟雾是一种有刺激性的、浅蓝色的混合型烟雾。各种燃烧设备,特别是汽车排放的废气中含有氮氧化物和碳氢化合物。这些化合物在空气中经阳光(紫外线)的作用,发生一系列复杂的光化学反应,产生臭氧、过氧乙酰硝酸酯和醛类等多种复杂的有害物质,叫做光化学氧化剂。光化学氧化剂与大气中的粒状污染物(水蒸气、硫酸液滴、硝酸液滴、有机大分子和烟尘等)互相混合,构成稳定的气溶胶,即为光化学烟雾。光化学烟雾不仅对人和动物危害极大,而且对农作物危害也很大,特别是烟草的某些品种对其极为敏感。

化学分析是利用化学原理进行分析的方法吗

主要利用化学原理进行分析的方法称为化学分析,例如,加入沉淀剂使被测组分生成沉淀,通过测量生成沉淀的量而测定被测组分含量的重量分析法;按一定的化学计量关系定量反应,根据测量反应溶液的体积而测定组分含量的滴定分析法,均属于化学分析。通过化学反应而显示出某种特定的物理性状,如色、味、沉淀等的定性分析也属于化学分析。分析化学按分析方法可分为化学分析和仪器分析两大类,化学分析是仪器分析的基础,因为仪器分析中溶液的配制、样品的处理等需要化学分析的知识。化学分析法一般较准,无需特殊的仪器设备,适用于常量组分的分析。

什么是化学武器,它有哪些特点

化学武器是用化学毒剂的毒害作用杀伤人员的一种武器。化学武器包括各类化学毒剂和投放这些化学毒剂的运载工具(化学火箭弹、导弹、航弹、炮弹、地雷、飞机布洒器、毒烟施放器材等)。借助于运载工具,就可以把化学毒剂投放到目标区,毒剂雾化,以污染目标区的地面和大气,并依靠毒剂的毒理作用来杀伤人畜或破坏植物生长。化学武器首次使用于第一次世界大战,各交战国使用过的化学毒剂不下70种,伤亡130万人,通过第二次世界大战以及战后的发展,经过淘汰和更新,被外军装备或贮存的化学毒剂仅有十多种。除此之外,还贮存了大量植物杀伤剂和有机磷农药,在战争中可以使用。化学武器与常规武器比较,具有以下特点:其杀伤作用由剧毒毒剂引起。毒剂随气流扩散到下风方向,毒剂弹的弹片可造成创伤或复合伤,能使较大范围的地面和空间染毒,造成较大的杀伤范围,其杀伤作用可维持一定时间。毒剂可以使人员通过呼吸道、眼睛、皮肤、消化道和伤口等各种途径直接引起中毒,而且可以使人员通过接触染毒的地面、粮食、水源和武器装备等间接引起中毒。染毒空气可以随风扩散到一定距离,并能进入防护不严的工事、坑道、车辆、坦克和建筑物内,伤害隐蔽的有生力量。化学武器的使用受各因素影响和限制,因此也有较大局限性。人员的有效防护、恶劣的气候、高温、各种地形、地物等都可在不同程度上直接影响其杀伤作用的范围和毒剂的持久性。

离子键的含义是什么

当电负性很小的金属元素的原子与电负性很大的非金属元素的原子在一定条件下相遇时,它们之间将发生电子的转移:金属元素的原子失去其外层电子成为带正电荷的正离子,非金属元素的原子则获得电子成为带负电荷的负离子。正负离子间靠静电作用所形成的化学键叫做离子键。由于离子的电荷分布基本上都是球形对称的,正负离子不论从哪个方向相互靠近,都可产生相同的静电作用,故离子键没有方向性。而且,只要周围空间条件许可,一个离子键可以同时和几个带相反电荷的离子相结合,因此离子键也没有饱和性。凡通过离子键形成的化合物为离子型化合物。

化学杀虫剂有哪些种类,使用时应考虑哪些因素

化学杀虫剂根据其侵入虫体内的途径的作用,可分为触杀剂、熏杀剂和胃毒剂,但许多杀虫剂同时具有2、3种作用。杀虫剂按化学类型可分为:有机氯杀虫剂,如六六六、二二三等;有机磷杀虫剂,如敌百虫、敌敌畏等;氨基甲酸酯类杀虫剂,如西维因、残杀威等;拟除虫菊酯类杀虫剂,如二苯醚菊酯等;无机杀虫剂,如硼砂、硫黄等;矿物油类杀虫剂,如煤油、机油等;植物杀虫剂,如除虫菊、百部等。在使用化学杀虫剂时,为保证杀虫效果,应注意以下因素:根据昆虫的种类和发育期适当地选择药物和剂型;应保证药物能与昆虫充分接触并吸入或吞下;药物应有一定的浓度和用量;药物的剂型和使用方法能使药物充分发挥作用;昆虫与药物接触应有一定的时间;使用药物时的温度应在药物能发挥作用的限度以上。杀虫剂的剂型通常有粉剂、溶液、乳剂、水悬液、烟剂等形式。

化学物诱变作用有哪些

化学物诱变作用是指化学物引起生物的遗传物质的突然的、根本的改变。如发生于生殖细胞,则可遗传到下代;如发生于体细胞,则仅影响该个体。环境中有许多理论因素能诱发突变。能诱发突变的因素统称诱变原。能够大幅度增加突变率者称为超诱变原。除辐射作用和少数化学物属直接诱变原外,大多数化学诱变原需要经过机体代谢活化,故称为间接诱变原。还有一些化学物,本身无致突变作用,但可促使诱变原引起的突变率大大增加,称为促诱变原。化学诱变原的作用原理可以是与染色体或DNA直接相互作用,也可通过损伤纺锤丝、中心体或干扰DNA修复及复制的酶系而间接地引发。化学诱变原很多,常见天然存在的有:黄曲霉素、棕曲霉毒素、多环芳烃、亚硝酸盐和亚硝铵类化合物。人工合成的化合物中的诱变物有芥子气、卤代烃类、甲基磺酸甲(乙)酯和抗癌药中的球磷酰胺、氨苯喋啶、硝基呋喃等。

何谓量子化学,它的发展史可分为哪两个阶段

量子化学是理论化学的一个分支学科,是应用量子力学的基本原理和方法研究化学问题的一门基础科学。其研究范围和内容包括:稳定和不稳定分子的结构、性能及结构和性能之间的关系;原子与原子之间的相互作用;分子与分子之间的相互碰撞和相互反应等。

量子化学分基础研究和应用研究两大类。基础研究主要是寻求量子化学中的自身规律,建立量子化学的多体方法和计算方法。多体方法包括化学键理论、密度矩阵理论、传播子理论、多级微扰理论以及群论和图论在量子化学中的应用等。应用研究是利用量子化学方法处理化学问题,用量子化学的结果解释化学现象。

量子化学的发展史可分为两个阶段:1927年到20世纪50年代末为创建时期。其主要标志是三种化学键理论的建立和发展、分子间相互作用的量子化学研究。60年代至今为发展阶段。主要标志是量子化学计算方法的研究。其中有严格计算的从头不计算法、半经验计算的全略微分重叠和间略微分重叠等。这些方法的建立,扩大了量子化学的应用范围,提高了计算精度,某些体系的计算值已接近实验值。

量子化学的概念、方法和结论直接应用于其他化学分支学科,导致了量子化学对这些学科的渗透,并建立了一些边缘学科,主要有量子有机化学、量子无机化学、量子生物和药物化学、表面化学和催化中的量子理论、分子间相互作用的量子理论和分子反应动力学的量子理论等。

什么是激光化学,它有哪些分支

激光是指通过辐射的受激发而使光波放大,具有高亮度、高单色性和方向性强的优点。激光化学是在激光技术和激光光谱学发展的基础上形成的化学动力学新分支,大致可分为:激光诱导性质分离,如激光同位素分离、激光纯化材料;激光探测化学动力学过程,可称为激光光谱化学,如探测激发态浓度与弛豫速率、自由基浓度及反应速率等;激光诱导化学反应,在激光照射下,可诱发常温常压下不能进行的化学反应,特别是通过选择性活化来进行许多有高度选择性的化学反应,如激光引发聚氯乙烯的链式反应和激光合成聚四氟乙烯等。

无机化学是以什么为研究对象

无机化学是化学科学的一个重要分支。它的形成是以19世纪60年代周期律的发现为标志,其主要研究对象是周期系中各种元素及其化合物(不包括碳氢化合物及其衍生物)。20世纪40年代末以来,许多新的科学技术领域的兴起及各科学间的相互渗透推动了无机化学的发展,在其领域中又形成了许多重要分支,例如:稀有元素化学、同位素化学、配位化学、地球化学等。随着无机化学和有机化学、生物化学以及材料科学等学科的边缘领域迅速崛起,各种新型无机化合物层出不穷。有机金属化学、原子簇化学、生物无机化学和无机材料化学等已成为当今无机化学中极其活跃的新兴领域。

什么是同位素标记技术

同位素标记技术即用示踪元素研究化学反应、代谢途径等的方法。即将放射性同位素导入组织细胞或抗原、抗体分子上,作为标记。常用的同位素有3H、14C、32S、35S、15N和125I等,其中3H和14C应用最多。标记方法分内标记和外标记两种:内标记法用3H、14C等标记氨基酸或核苷酸,加入培养基内培养细胞。细胞在合成蛋白质或核酸过程中,摄取标记的氨基酸或核苷酸,因而细胞内含有放射性标记物。用此法可研究DNA、RNA和蛋白质生物合成的位置及动态变化,研究遗传物质复制、细胞融合、细胞膜功能、致癌物作用、药物作用原理等;外标记法是将放射性无索,例如131I、125I直接结合到抗原或抗体分子上,常用方法是氧胺T法。氯胺T是一种缓和的氧化剂,它可将放射性碘结合到蛋白质,因而蛋白质被标记。

荧光分析是一种光谱分析技术吗

荧光分析是一种光谱分析技术。一切分子都具有一定的电子能态,这些能态可分为两类,即单线态和三线态。在单线态中的全部电子都是成对旋转的,而三线态中,有两个电子的旋转是不成对的。绝大多数电子在室温时处于基态S0(一种单线态),受到其他光子的激发时,将吸收能量进入较高的能态,分子被激发后,会很快地返回到最低的单线激发态S1,此后分子可以通过多种途径回到基态。如果以发光的形式回到基态S0,则发出的光为荧光。据物质能否发荧光,可分为三类:可直接发出荧光的荧光物质;激发后能发荧光的物质;不能发荧光的物质,但这类物质可以和适当的荧光剂结合而成为可发荧光的物质。由于物质本身结构、理化性质、所处环境等不同,所以不论哪种物质其激发光的波长都不可能一样,利用这种差异可用于检测、定量、定性分析样品。此外,由于荧光还受环境因素的影响,故荧光技术又可用于分析物质构象和细胞膜结构及其流动性的改变。

有机分析是以有机物为研究对象吗

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