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内容简介

　　《物理化学（生命科学类）（第2版）/北京大学物理化学丛书》是参照国家教育部化学类专业教学指导分委员会制定的《普通高等学校本科化学专业规范（草案）》，在北京大学生命科学学院使用了20多年的《物理化学与胶体化学》讲义基础上，经多次修改编写而成的。
　　《物理化学（生命科学类）（第2版）/北京大学物理化学丛书》包括化学热力学、化学动力学、胶体与表面化学、结构化学与结构分析四大部分，共10章。每章后附有思考题、习题和参考读物。全书采用国际单位制（SI）和国家标准（GB）中规定的量、单位和符号。基于《物理化学（生命科学类）（第2版）/北京大学物理化学丛书》的读者对象，特别是根据生命科学发展的需要，本书对物理化学的基础知识进行了合理的取舍，增加了耗散结构理论简介、两亲分子有序组合体、结构化学和结构分析等内容，力求使书中介绍的知识与现代生命科学结合得更为紧密。
　　本书可作为综合性大学、高等师范院校生物类学科各专业的物理化学课程教材，也可作为医、药、农、林等院校有关专业的教材或教学参考书。

内页插图

目录

绪言
0.1 物理化学研究的对象及其方法
0.2 物理化学在生命科学中的应用

第1章 热力学第一定律
1.1 热力学研究的对象、限度及其发展
1.2 热力学的一些基本概念
1.2.1 热力学体系和环境
1.2.2 热力学状态和状态函数
1.2.3 热力学过程和途径
1.3 热力学第一定律
1.3.1 热力学能、热和功
1.3.2 热力学第一定律及其数学表达式
1.4 功与过程
1.4.1 体积功
1.4.2 可逆过程
1.4.3 相变过程中的体积功
1.5 热与焓
1.5.1 简单变温过程
1.5.2 相变过程
1.5.3 焓
1.6 热力学第一定律对理想气体的应用
1.6.1 理想气体的热力学能和焓-Gay.Lussac-Joule（盖·吕萨克一焦耳）实验
1.6.2 理想气体的C与CV之差
1.6.3 绝热过程
1.7 热化学
1.7.1 化学反应的热效应
1.7.2 反应进度
1.7.3 热化学方程式
1.8 Hess（赫斯）定律
1.9 几种热效应
1.9.1 生成焓
1.9.2 燃烧焓
1.9.3 溶解焓和稀释焓
1.9.4 离子生成焓
1.10 反应热与温度的关系-Kirchhoff定律
1.11 新陈代谢与热力学
参考读物
思考题
习题

第2章 热力学第二定律
2.1 自发变化的共同特征——不可逆性
2.2 热力学第二定律
2.3 熵
2.3.1 Carnot（卡诺）循环和熵函数的发现
2.3.2 过程方向的判断
2.3.3 熵增加原理
2.4 熵变的计算
2.4.1 等温过程的熵变
2.4.2 非等温（加热或冷却）过程的熵变
2.4.3 环境的熵变
2.5 热力学第二定律的本质——熵的统计意义
2.6 热力学第三定律和标准熵
2.6.1 热力学第三定律
2.6.2 标准熵
2.6.3 化学反应标准熵变的计算
2.7 Helmholtz（亥姆霍兹）自由能与Gibbs（吉布斯）自由能
2.7.1 Helmholtz自由能
2.7.2 Gibbs自由能
2.8 热力学函数之间的一些重要关系式
2.8.1 封闭体系的热力学基本公式
2.8.2 对应系数关系式
2.8.3 Maxwell（麦克斯韦）关系式
2.9 △G的计算
2.9.1 简单状态等温变化过程的AG
2.9.2 等温等压下相变过程的AG
2.9.3 化学反应过程的AG
2.10 温度和压力对△G的影响
2.10.1 温度对AG的影响-Gibbs-Helmholtz公式
2.10.2 压力对AG的影响
2.11 不可逆过程热力学与耗散结构简介
2.11.1 开放体系的熵变
2.11.2 最小熵产生原理
2.11.3 自然科学中的自组织现象
2.11.4 耗散结构形成的条件
2.11.5 应用
参考读物
思考题
习题

第3章 溶液与相平衡
3.1 偏摩尔量
3.1.1 偏摩尔量的定义
3.1.2 偏摩尔量的集合公式
3.2 化学势
3.2.1 化学势的定义
3.2.2 化学势在相平衡中的应用
3.2.3 化学势与温度、压力的关系
3.3 理想气体的化学势
3.4 实际气体的化学势
3.5 理想溶液各组分的化学势
3.5.1 Raoult（拉乌尔）定律及理想溶液的定义
3.5.2 理想溶液各组分的化学势
3.6 稀溶液及其各组分的化学势
3.6.1 Henry（亨利）定律与稀溶液
3.6.2 稀溶液中溶剂的化学势
3.6.3 稀溶液中溶质的化学势
3.7 稀溶液的依数性
3.7.1 蒸气压降低
3.7.2 凝固点降低
3.7.3 沸点升高
3.7.4 渗透压
3.7.5 生物体内的渗透功
3.8 非理想溶液及其各组分的化学势
3.8.1 非理想溶液中溶剂的化学势
3.8.2 非理想溶液中溶质的化学势
3.8.3 活度与活度系数的测定
3.9 电解质溶液
3.9.1 电解质溶液中各组分的化学势、活度与活度系数
3.9.2 离子平均活度系数的理论计算
3.10 大分子溶液及其渗透压
……

第4章 化学平衡
第5章 电化学
第6章 化学动力学
第7章 表面化学
第8章 胶体分散体系
第9章 分子结构与分子光谱
第10章 晶体结构
附录

精彩书摘

　　纳米生物技术是指用于研究生命现象的纳米技术，它是纳米科技与生物技术相互融合而成的一门综合性前沿交叉学科。目前，有关纳米生物技术的研究主要包括两个方面：（i）利用新兴的纳米技术研究和解决生命科学问题；（ii）了解和模拟各种纳米生物结构（如分子马达、离子通道和光合器等），仿生制造可应用于不同技术领域的功能性纳米器件或装置。经过生物偶联（bioconjugation）的纳米粒子在纳米生物技术中发挥着十分重要的作用。以下简要介绍几类在纳米生物技术受到广泛关注的纳米粒子。
　　1.金纳米粒子
　　金纳米粒子也称作纳米金，它是在生物和医学领域研究和应用较早的一种纳米粒子，通常分散在水溶液中以胶体金的形式存在。金纳米粒子具有优良的生物相容性且易于与生物分子偶联，同时具有独特的光学性质和氧化还原性质，这使得它在纳米生物技术中得到了广泛应用。金纳米粒子在可见光区域存在较强的表面等离子共振（SPR）吸收，并且该吸收峰的位置和形状受到粒子的大小、形貌和聚集状态的显著影响。普通胶体金的吸收峰一般位于510～550nm，随粒径增大而发生红移（表观颜色由淡橙黄色向深红色、蓝紫色变化），且随着粒子聚集也会发生红移和宽化。近年还发现，通过控制金纳米粒子的形貌和结构，还可以在可见到近红外波长范围内人为地调控其SPR吸收。此外，金纳米粒子还具有很强的光散射能力和显著的表面增强Raman散射（SERS）效应。这些光学特性十分有利于金纳米粒子在生物检测等领域的应用。
　　目前金纳米粒子主要应用于以下方面：
　　（i）免疫分析。胶体金在1971年被引入免疫学实验，开创了纳米金免疫标记技术，此后逐渐发展成为四大免疫标记技术之一（其他三种技术使用的检测标记物分别为酶、放射性同位素和荧光物质）。在基于抗体一抗原特定作用的免疫分析中，作为免疫标记物的纳米金可以通过光镜、电镜、电学等手段进行检测，也可以应用于肉眼水平的比色检测，例如利用斑点金免疫渗滤试验可以快速检测早孕、乙肝表面抗原和艾滋病抗体等。
　　（ii）DNA检测。1996年Mirkin等发展了利用寡核苷酸修饰的金纳米粒子进行DNA比色分析的新技术，当寡核苷酸修饰的金纳米粒子与互补的靶DNA分子杂交后形成网状聚集体，SPR吸收峰发生红移，颜色由红变蓝。此后利用纳米金作为光学探针检测DNA的工作便蓬勃开展起来；与此同时，纳米金还被广泛用于增强电化学DNA传感器和石英晶体微天平（QCM）在DNA检测方面的灵敏度。
　　（iii）单细胞分析。纳米金可以作为标记物用于细胞染色或光学成像，还可用于单细胞中超灵敏的Raman光谱测定以给出细胞内部的成分组成。
　　（iv）靶向治疗。表面偶联有特异性靶向分子的金纳米粒子可以用作药物载体以实现靶向给药；而具有近红外SPR吸收的金纳米粒子因其特有的光热效应，可以在近红外光照射下发生局部升温，因而可以选择性杀死癌细胞。
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前言/序言

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