基础化学

这张思维导图全面且系统地梳理了基础化学的各个知识板块，内容丰富详细，通过不同层级的分支结构，将知识点进行了清晰的分类和细化，同时配有典型例题，有助于理解和巩固所学知识，适合用于基础化学的学习和复习。

基础化学

• 绪论
• 稀薄溶液的依数性（⭐重点章节）
  • 混合物的组成标度
    • 分数组成标度（质量分数、体积分数、摩尔分数）
    • 浓度组成标度（质量浓度、物质的量浓度、质量摩尔浓度）
    • 标度换算实例（例1-1/1-2）
  • 溶液的蒸气压下降
    • 液体的蒸气压（定义、影响因素）
    • 拉乌尔定律（公式、适用范围）
    • 蒸气压下降计算（例1-4）
  • 溶液的沸点升高和凝固点降低
    • 纯液体的沸点/凝固点（定义、影响因素）
    • 依数性公式（ΔTb=Kb·b(B)、ΔTf=Kf·b(B)）
    • 电解质溶液的校正因子i
    • 应用（测定相对分子质量）
  • 溶液的渗透压
    • 渗透现象与渗透压（定义、产生条件）
    • 渗透压公式（Π=c(B)RT、电解质Π=i c(B)RT）
    • 医学意义（等渗/低渗/高渗溶液，红细胞形态变化）
    • 渗透浓度计算（例1-9）
  • 医学应用拓展
    • 临床输液的渗透压要求（生理盐水、葡萄糖溶液）
    • 反渗透技术（医药用纯水制备）
  • 典型习题
    • 习题：计算0.117mol/L蔗糖溶液在37℃的渗透压（思路：代入Π=cRT，R=8.314kPa·L·K⁻¹·mol⁻¹）
• 电解质溶液（⭐核心理论）
  • 强电解质溶液
    • 电解质分类（强/弱电解质定义）
    • 解离度（α定义、计算方法）
    • Debye-Hückel离子互吸理论（离子氛、活度与活度因子）
    • 离子强度（公式I=1/2Σbi zi²）
  • 酸碱理论
    • 酸碱质子理论（酸碱定义、共轭酸碱对、质子传递反应）
    • 水的质子自递平衡（Kw、pH计算）
    • 酸碱电子理论（Lewis酸碱定义、反应类型）
  • 弱酸和弱碱溶液的解离平衡
    • 解离平衡常数（Ka、Kb定义及意义）
    • 共轭酸碱Ka与Kb的关系（Ka·Kb=Kw）
    • 酸碱平衡的移动（浓度、同离子效应、盐效应）
  • 酸碱溶液pH的计算
    • 强酸/强碱溶液（忽略水的解离）
    • 一元弱酸/弱碱溶液（最简式适用条件）
    • 多元酸/碱溶液（分步解离，以Ka1为主）
    • 两性物质溶液（公式[H₃O⁺]=√(Ka'·Ka)）
  • 医学应用拓展
    • 体液中电解质的生理功能（维持渗透压、酸碱平衡）
    • 肾脏对酸碱平衡的调节（碳酸酐酶的作用）
  • 典型习题
    • 习题：计算0.10mol/L HAc溶液的pH（思路：Ka=1.75×10⁻⁵，代入最简式[H₃O⁺]=√(Ka·ca)）
• 沉淀溶解平衡
  • 溶度积和溶度积规则
    • 溶度积（Ksp定义、表达式）
    • Ksp与溶解度（S）的换算（不同类型电解质公式）
    • 溶度积规则（Ip与Ksp的比较：沉淀生成/溶解/平衡）
  • 沉淀溶解平衡的移动
    • 同离子效应（计算例3-4）
    • 盐效应（离子强度的影响）
    • 沉淀的生成与转化（分级沉淀、沉淀转化条件）
    • 沉淀的溶解（生成弱电解质、配合物、氧化还原反应）
  • 医学意义（⭐重点拓展）
    • 骨骼的形成（羟基磷灰石的沉淀平衡）
    • 结石的形成（草酸钙/磷酸钙沉淀聚集）
    • 龋齿的产生（羟基磷灰石与有机酸的反应）
  • 典型习题
    • 计算Mg(OH)₂在纯水中的溶解度（思路：Ksp=5.61×10⁻¹²，S=√(Ksp/4)）
• 缓冲溶液
  • 缓冲溶液及缓冲机制
    • 缓冲溶液定义（抗酸/抗碱/抗稀释）
    • 缓冲机制（共轭酸碱对的质子转移平衡）
    • 缓冲溶液的组成（缓冲系/抗酸成分/抗碱成分）
  • 缓冲溶液pH的计算
    • Henderson-Hasselbalch方程（近似式/最简式）
    • pH计算实例（例4-1/4-2）
    • 公式校正（离子强度的影响
  • 缓冲容量和缓冲范围
    • 缓冲容量（β定义、影响因素：总浓度+缓冲比）
    • 缓冲范围（pH=pKa±1）
  • 缓溶液冲的配制
    • 配制原则（选缓冲系、定总浓度、算用量、校正）
    • 医学常用缓冲溶液（PBS、Tris·HCl缓冲液）
    • 标准缓冲溶液（pH计校正用）
  • 血液中的缓冲系
    • 主要缓冲系（H₂CO₃-HCO₃⁻、H₂PO₄⁻-HPO₄²⁻等）
    • 血液pH维持（7.35-7.45，肺肾调节）
    • 酸中毒与碱中毒（成因与补偿机制）
  • 典型习题
    • 配制pH=4.50的HAc-NaAc缓冲溶液（思路：选HAc(pKa=4.756)，用方程算体积比）
• 胶体
  • 分散系统及胶体分散系
    • 分散系统分类（按粒子大小：真溶液/胶体/粗分散系）
    • 胶体分散系特点（1-100nm，透过滤纸，不能透过半透膜）
    • 比表面与表面能（定义、影响因素）
  • 溶胶
    • 基本性质（丁铎尔现象、布朗运动、电泳/电渗）
    • 胶团结构（胶核、吸附层、扩散层）
    • 溶胶的稳定性与聚沉（电解质、相互聚沉、高分子影响）
  • 高分子溶液
    • 高分子化合物的结构特点（聚合度、柔性链）
    • 蛋白质溶液（等电点、盐析、膜平衡）
    • 渗透压与相对分子质量测定（外推法）
  • 表面活性剂和乳状液
    • 表面活性剂（两亲结构、临界胶束浓度、类型）
    • 乳状液（O/W型/W/O型，乳化剂作用）
  • 医学应用拓展
    • 胶体与疾病（尿路结石、PM2.5危害）
    • 药物制剂中的胶体（纳米载体、乳剂）
  • 典型习题
    • 写出AgI负溶胶的胶团结构式（思路：胶核吸附I⁻，反离子为K⁺）
• 化学热力学基础
  • 热力学系统和状态函数
    • 系统与环境（开放/封闭/隔离系统）
    • 状态与过程（状态函数特性、等温/等压/等容/绝热过程）
    • 热和功（定义、符号规定、体积功计算）
  • 能量守恒和化学反应热效应
    • 热力学第一定律（ΔU=Q+W）
    • 焓与焓变（ΔH=Qp，热化学方程式）
    • 反应热计算（赫斯定律、标准摩尔生成焓/燃烧焓）
  • 熵和吉布斯自由能
    • 熵（混乱度度量，ΔS计算）
    • 吉布斯自由能（G=H-TS，ΔG判据）
    • 布吉斯方程（ΔG=ΔH-TΔS，温度对自发性的影响）
  • 典型习题
    • 计算反应2NH₃(g)+CO₂(g)=CO(NH₂)₂(s)+H₂O(l)的ΔrHm⊖（思路：用标准摩尔生成焓差值计算
• 化学平衡
  • 化学反应限度与标准平衡常数
    • 标准平衡常数（K⊖定义、表达式）
    • 实验平衡常数（浓度/压力平衡常数）
    • K⊖与反应自发性（ΔG⊖=-RTlnK⊖）
  • 化学平衡的移动
    • 浓度对平衡的影响（Q与K⊖比较）
    • 浓度对平衡的影响（Q与K⊖比较）
    • 压力对平衡的影响（气体反应）
    • 温度对平衡的影响（范特霍夫方程）
  • 典型习题
    • 判断浓度变化对化学平衡的移动方向（思路：计算Q，与K⊖比较）
• 核化学及其应用简介
  • 核化学的基本概念
    • 核化学的发展及应用
    • 核子、核素和同质异能素（定义、表示方法）
    • 放射性元素和放射现象（α、β、γ射线）
    • 质量亏损与核结合能
  • 放射性衰变和核化学方程式
    • 放射性衰变类型（α衰变、β衰变、γ衰变）
    • 核化学方程式的书写规则
    • 半衰期（t₁/₂）和放射性活度（A）
  • 核化学的医学应用
    • 放射性核素示踪技术
    • 核医学显像（PET/CT、PET/MRI的结构与原理）
    • 临床诊疗用放射性核素（¹³¹I、⁹⁹ᵐTc等）
  • 核辐射与防护
    • 致电离辐射与非致电离辐射
    • 放射防护的基本原则（屏蔽、距离、时间）
  • 典型习题
    • 已知某放射性核素的半衰期为10天，求20天后剩余活度占初始活度的比例（思路：剩余活度=初始活度×(1/2)^(t/t₁/₂)）
• 可见-紫外分光光度法
  • 物质的吸收光谱
    • 物质对光的选择性吸收（互补色光）
    • 吸收光谱的概念（吸收曲线、最大吸收波长λmax）
  • 分光光度法的基本原理
    • 透光率（T）和吸光度（A）的关系（A=-lgT）
    • 朗伯-比尔定律（A=εbc，摩尔吸光系数ε）
  • 可见-紫外分光光度计
    • 仪器组成（光源、单色器、样品池、检测器）
    • 定量分析方法（标准曲线法、对比法）
  • 医学应用拓展
    • 临床检测（血清中蛋白质、胆红素的测定）
    • 药物含量的分光光度法测定
  • 典型习题
    • 某溶液的吸光度A=0.500，计算透光率T和摩尔吸光系数ε（已知b=1cm，c=0.001mol/L）（思路：T=10^(-A)，ε=A/(bc)）
• 滴定分析
  • 分析结果的误差
    • 分析结果的评价（准确度、精密度）
    • 提高准确度的方法（校准仪器、空白试验等）
    • 误差产生的原因和分类（系统误差、随机误差）
  • 有效数字
    • 有效数字的概念（位数判断）
      • 有效数字的运算规则（加减、乘除）
  • 滴定分析原理
    • 滴定分析概述（滴定、计量点、指示剂）
    • 滴定分析的分类（酸碱、氧化还原、配位、沉淀滴定）
    • 标准溶液的配制（直接法、间接法）
  • 各类滴定法（酸碱/氧化还原/配位/沉淀滴定）
    • 每类滴定法的指示剂、滴定曲线、应用实例
  • 典型习题
    • 用0.1000mol/L NaOH滴定20.00mL 0.1000mol/L HAc，计算计量点pH（思路：计量点生成NaAc，按弱碱溶液pH计算）
• 配位化合物
  • 配位化合物的基本概念
    • 配合物的定义（中心离子、配体、配位数）
    • 配合物的组成（内界、外界、配位键）
    • 配合物的命名（系统命名法实例）
  • 配合物的化学键理论
    • 价键理论（内轨型/外轨型配合物）
    • 晶体场理论（晶体场分裂能、高自旋/低自旋）
  • 配位平衡
    • 配位平衡常数（稳定常数Kf、不稳定常数Kd）
    • 配位平衡的移动（酸度、沉淀、氧化还原的影响）
  • 螯合物
    • 螯合效应（定义、稳定性原因）
    • 影响螯合物稳定性的因素（螯合环大小、配位数）
  • 医学应用拓展
    • 生物体内的配合物（血红蛋白、叶绿素）
    • 配合物药物（顺铂抗癌、EDTA解毒）
  • 典型习题
    • 计算[Cu(NH₃)₄]²⁺的稳定常数（思路：通过平衡浓度数据代入Kf表达式）
• 共价键与分子间作用力
  • 现代价键理论
    • 氢分子的形成（共价键本质）
    • 价键理论要点（自旋相反、轨道重叠）
    • 共价键的类型（σ键、π键）
    • 键参数（键长、键角、键能、键矩）
  • 价层电子对互斥理论（VSEPR）
    • 理论要点（价层电子对间的斥力最小）
    • 分子空间构型判断（实例：H₂O、NH₃、CO₂）
  • 杂化轨道理论
    • 理论要点（轨道杂化、杂化轨道成键）
    • 轨道杂化类型（sp、sp²、sp³、dsp²等）
    • 实例（CH₄、C₂H₄、NH₃的杂化方式）
  • 分子轨道理论简介
    • 理论要点（分子轨道形成、成键/反键轨道）
    • 应用（O₂、N₂的分子轨道排布）
  • 分子间作用力
    • 分子的极性与极化
      • 偶极矩
    • 范德瓦耳斯力（色散力、诱导力、取向力）
    • 氢键（形成条件、特点、生物学意义：蛋白质/DNA结构）
  • 典型习题
    • 用VSEPR理论判断BF₃的空间构型（思路：价层电子对=3，无孤对电子，平面三角形）
• 原子结构和元素周期律
  • 量子力学基础及核外电子运动特性
    • 氢光谱和玻尔模型（氢原子光谱规律）
    • 电子的波粒二象性（德布罗意关系式）
    • 不确定性原理（海森堡原理）
  • 氢原子结构的量子力学解释
    • 波函数与量子数（n、l、m的物理意义）
    • 原子轨道和电子云的角度分布图
    • 径向分布函数图
  • 多电子原子的结构
    • 电子多原子的能级（屏蔽效应、钻穿效应）
    • 电子的自旋（ms量子数）
    • 原子的电子组态（排布原则：能量最低、泡利不相容、洪德规则）
  • 元素周期表与元素性质的周期性
    • 电子组态与周期表分区（s/p/d/f区）
    • 元素性质的周期性（原子半径、电离能、电负性）
  • 元素和人体健康
    • 人体必需元素（常量/微量元素的生物效应）
    • 环境污染中的有害元素（铅、汞、镉的危害）
  • 典型习题
    • 写出Fe（原子序数26）的电子组态（思路：遵循排布原则，[Ar]3d⁶4s²）
• 氧化还原反应与电极电位
  • 原电池与电极电位
    • 氧化数（计算规则）
    • 原电池组成（电极、电解质、盐桥）
    • 标准电极电位（φ⊖定义、测定）
  • 电池电动势与吉布斯自由能
    • 电动势计算（E⊖=φ⊖正-φ⊖负）
    • E与ΔG的关系（ΔG=-nFE）
  • 能斯特方程式
    • 表达式（φ=φ⊖+RT/nF ln[氧化态]/[还原态]）
    • 浓度/温度对φ的影响
  • 医学应用（电位分析法、生物传感）
  • 典型习题
    • 计算298K时，c(Fe³⁺)=0.1mol/L、c(Fe²⁺)=0.01mol/L时的φ(Fe³⁺/Fe²⁺)（思路：代入能斯特方程）
• 化学反应速率
  • 化学反应速率及其表示方法
    • 速率定义（平均速率、瞬时速率）
    • 速率表达式（反应进度关联）
  • 浓度对反应速率的影响
    • 速率方程（反应级数、速率常数）
    • 简单级数反应（零级/一级/二级反应特点）
  • 温度对反应速率的影响
    • 阿伦尼乌斯方程（k=Ae^(-Ea/RT)）
    • 活化能（Ea定义、影响因素）
    • 生物催化剂（酶的催化特点）
  • 典型习题
    • 用阿伦尼乌斯方程计算不同温度下的k（思路：代入方程求Ea或k）