化学生物学实验技术

由金属元素组成的单质。金属具有特殊的金属光泽（对可见光强烈反射）、富有延性和展性，是电和热的良导体等性质。金属的上述特性都跟金属晶体里含有自由电子有关。在金属晶体中有中性原子、金属阳离子和自由电子。自由电子能在整个晶体中自由移动。①当光线照射到金属表面时，自由电子吸收所有频率的可见光，然后很快发射出大部分所有频率的可见光，这就使绝大多数金属显出银白色或钢灰色的光泽。金属在粉末状态时，晶体排列不规则 ...

包括氦（He）、氖（Ne）、氩（Ar）、氪（Kr）、氙（Xe）和放射性元素氡（Rn）等6种元素，属周期系零族。主要存在于空气中。在空气中的含量（以体积计）是氦0.0005％、氖0.0018％、氩0.94％、氪0.00011％、氙0.000009％，氡是镭衰变后的产物，平均寿命只有几天。它们在空气中的含量很低，又都是气体，所以叫稀有气体。液态空气是制取稀有气体的重要原料。稀有气体都没有颜色、没有气味 ...

有机物通常指含碳元素的化合物，或碳氢化合物及其衍生物总称为有机物。有机物是有机化合物的简称。目前人类已知的有机物达900多万种，数量远远超过无机物。早先，人们已知的有机物都从动植物等有机体中取得，所以把这类化合物叫做有机物。到19世纪20年代，科学家先后用无机物人工合成许多有机物，如尿素、醋酸、脂肪等等，从而打破有机物只能从有机体中取得的观念。但是，由于历史和习惯的原因，人们仍然沿用有机物这个名称 ...

无机物是无机化合物的简称，通常指不含碳元素的化合物。少数含碳的化合物，如一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐、氰化物等也属于无机物。无机物大致可分为氧化物、酸、碱、盐等。

由不同种元素组成的纯净物叫做化合物。化合物一般有固定的组成。化合物的组成一般可用化学式表示。化合物具有确定的物理性质和化学性质，不同于其组成元素的性质。化合物中的元素不能用简单的机械方法或物理方法分开，而必须用化学方法才能分离。

　 由同种元素组成的纯净物叫做单质。有的元素可以形成几种单质。例如，氧气和臭氧是由氧元素形成的不同单质，金刚石和石墨都是由碳元素形成的不同单质。单质是元素以游离态存在的具体形式。水电解可以生成氢气和氧气。据此，只能说“水中含有氢元素和氧元素”，不能说“水中含有氢和氧两种单质”。单质不能发生分解反应。

质子是构成原子的基本粒子，常用符号p表示。它和中子一起构成原子核，质子数 中子数=原子的质量数。质子带1个单位正电荷，它带的电量等于电子带的电量，只是电性相反。氢的原子核就是质子，它的质量是1.6726×10-27kg。约为电子质量的1836.2倍。原子中所有质子的质量和所有中子的质量之和，近似地等于原子的质量。原子核内的质子数决定元素的名称，也决定该元素在周期表中的原子序数和核外的电子总数。 ...

中子也是构成原子的基本粒子，常用符号n表示。它和质子一起构成原子核。中子是不带电的中性粒子，它的质量是1.6750×10-27kg，比质子的质量略大，约为电子质量的1838.7倍。中子单独存在时不稳定，平均寿命约为15.3分，很快衰变成质子、电子和反中微子。中子是电中性的，故易进入原子核内部，常用作轰击粒子以引起核反应。中子是在1932年，由英国查德威克（Jemes Chadwick，1891—1 ...

描述电子在原子核外运动状态的4个量子数之一，习惯用符号n表示。它的取值是正整数，n=1，2，3，……主量子数是决定轨道（或电子）能量的主要量子数。对同一元素，轨道能量随着n的增大而增加。在周期表中有些元素会发生轨道能量“倒置”现象。例如，在2O号Ca元素处，K（19号）的E3d＞E4s，不符合n越大轨道能越高的规律。而Sc（21号）的E3d＜E4s。其他如4d/5s，5d/6s，……等也有类似情况 ...

副量子数又叫角量子数。它是描述电子在核外运动状态的第二个量子数，常用符号l表示。l的取值是O、1、2、……（n-1），它的大小决定轨道角动量大小，因而决定轨道形状和电子云状态。符号s、p、d、f又分别代表电子层中亚层的符号。在多电子原子中，同一电子层中处于不同亚层的电子的能量按s、p、d、f的顺序递增，即E4f＞E4d＞E4p＞E4s，l值越大，能量越高。所以l值也决定轨道的能量。根据l值的大小可 ...

分子是保持原物质化学性质的基本微粒。分子是构成物质的微粒。在物质的结构中，它是个中间层次。它能再分成原子等微粒，也能聚集成晶体。分子很小，肉眼看不见，但可以用电子显微镜把它放大后拍摄下来。分子在不断地运动。在外界条件作用下，不同物质的分子通过它们的扩散、碰撞、能量传递而发生化学反应。在物体中，分子之间有间隔，因此物体会热胀冷缩。一般物质在不同条件下有三态变化，主要是它们的分子之间的间隔大小发生变化 ...

由同种分子结合成较复杂的分子，但又不引起化学性质改变，这种现象叫做分子缔合。HF、NH3、H2O等分子容易发生分子缔合，主要原因是形成了氢键。形成的分子叫缔合分子。分子发生缔合时放热。水分子发生缔合，xH2O缔合（H2O）x 热量。在固态时，大量水分子以氢键互相连接成巨型缔合分子。其中每个氧原子跟两个氢原子紧靠，形成O－H键（键长为101pm，键角为109°28' ，比原来104.5°稍稍扩张）， ...

晶格能又叫点阵能。它是在OK时1mol离子化合物中的正、负离子从相互分离的气态结合成离子晶体时所放出的能量。用化学反应式表示时，相当于下面反应式的内能改变量。aMz (气） bXz-(气）→MaXb（晶体） U（晶格能）晶格能也可以说是破坏1mol晶体，使它变成完全分离的自由离子所需要消耗的能量。晶格能越大，表示离子键越强，晶体越稳定。晶格能的数值有两个来源。第一是理论计算值。它是根据离子晶体模型 ...

晶体中，阳、阴（或正、负）离子间的“接触”半径。由于电子的波动性，离子不可能有确切的界面，所以很难确定它的真正半径。又因离子具有（或近似具有）球对称电子云，通常把阳、阴离子不等径圆球相切时的核间距作为两个离子的离子半径的和。因此，离子半径指离子在晶体中的“接触”半径。离子并非钢性圆球。为了使阳、阴离子在晶体中各跟尽可能多的异号离子接触，从而使体系的能量尽可能低，阳、阴离子必须在不同晶体中采用不同的 ...

由同种元素的原子间形成的共价键，叫做非极性键。同种原子吸引共用电子对的能力相等，成键电子云对称地分布在两核之间，不偏向任何一个原子，成键的原子都不显电性。非极性键可存在于单质分子中（如H2中H—H键、O2中O＝O键、N2中N≡N键），也可以存在于化合物分子中（如C2H2中的C—C键）。非极性键的键偶极矩为0。以非极性键结合形成的分子都是非极性分子。存在于非极性分子中的键并非都是非极性键。由非极性键 ...

正、负电荷中心间的距离r和电荷中心所带电量q的乘积，叫做偶极矩μ＝r×q。它是一个矢量，方向规定为从正电荷中心指向负电荷中心。偶极矩的单位是D（德拜）。根据讨论的对象不同，偶极矩可以指键偶极矩，也可以是分子偶极矩。分子偶极矩可由键偶极矩经矢量加法后得到。实验测得的偶极矩可以用来判断分子的空间构型。例如，同属于AB2型分子，CO2的μ=0，可以判断它是直线型的；H2S的μ≠0，可判断它是折线型的。可 ...

以共价键结合，正、负电荷中心重合的分子，整个分子不显极性。这种分子叫非极性分子。在非极性分子中，整个分子的电子云分布是对称的。同种原子组成的双原子分子是非极性分子。多原子分子中，如果各极性键的空间取向对称，极性互相抵消，也会形成非极性分子。以非极性键结合形成的单质分子都是非极性分子。分子类型和空间构型对分子极性的影响。

高分子化学作为化学的一个分支，同样也是从事制造和研究分子的科学，但其制造和研究的对象都是大分子，即由若干原子按一定规律重复地连接成具有成千上万甚至上百万质量的、最大伸直长度可达毫米量级的长链分子，称为高分子、大分子或聚合物。既然高分子化学是制造和研究大分子的科学，对制造大分子的反应和方法的研究，显然是高分子化学的最基本的研究内容。 高分子化学的发展历程 早在19世纪中叶高分子就已经得到 ...

酶制剂是一类从动物、植物、微生物中提取具有生物催化能力的蛋白质。其应用领域遍及轻工、食品、化工、医药、农业以及能源、环境保护等方面。酶制剂行业是高技术产业，它的特点是用量少、催化效率高、专一性强，是为其他相关行业服务的工业。中国酶制剂自1965年建立的第一个专业酶制剂生产厂 —— 无锡市酶制剂厂至今已有37个年头。目前全国共有100余家生产企业，年生产能力超过40万吨，产量达到32万吨，产品品种达 ...

工业生物技术是以微生物或酶为催化剂进行物质转化，大规模生产人类所需的化学品、医药、能源和材料等，是解决人类目前面临的资源、能源及环境危机的有效手段。它为医药生物技术提供下游支撑，为农业生物技术提供后加工手段。 工业生物技术的核心是生物催化。生物催化剂与普通化学催化剂（通常为强酸和强碱等）相比，具有以下特点：催化效率高，如每千克天冬氨酸转氨酶可以催化生产本身重量10万倍的天冬氨酸；专 ...