分子生物学中应该知道的那些事儿（二）
主要内容：
一、硅基质离心柱制备DNA和RNA的工作原理
1. 裂解
裂解方法可能会根据需要DNA或RNA而有所不同，但其共同点是含有高浓度离液盐的裂解缓冲液。
杂化使氢键不稳定，范德华力和疏水相互作用。蛋白质不稳定，包括核酸酶，核酸与水的结合被破坏，为核酸与硅机制结合创造条件。
离液盐包括盐酸胍、异硫氰酸胍、尿素和高氯酸锂。
除了离液盐，裂解缓冲液通常还含有洗涤剂，有助于蛋白质的溶解和裂解。
根据样品类型，也可以使用酶进行裂解。蛋白酶k就是其中之一，实际上蛋白酶k在裂解缓冲液中起着非常好的作用；蛋白酶k的作用就越好，蛋白质变性越完全。然而，溶菌酶在裂解缓冲液的变性条件下不起作用，因此，通常在加入变性盐之前进行溶菌酶处理。
对于质粒的制备，裂解方式与提取RNA或基因组DNA有很大不同，因为必须先从基因组DNA中分离出质粒。
如果加入离液盐，将立即释放胞内物质，并且无法从高分子量染色体中区分出小的环状质粒。
因此，在质粒制备中，直到裂解后，才加入离液盐，并用于结合硅基质。
2. 结合硅基质（Binding）
离液盐对裂解和硅基质的结合至关重要。
为了增强核酸与硅基质的结合，在结合阶段还加入了乙醇。通常是乙醇，但有时可能是异丙醇。
乙醇的浓度和体积对结合有很大影响，浓度或体积太多会带来大量降解的核酸和小片段，进而影响UV260的读数，使核酸浓度降低。浓度或体积太少，可能很难洗掉膜上的残留盐。
重要的一点是，乙醇会影响结合，并且添加的量对于任何试剂盒都是优化的。修改该步骤有助于获得核酸提取的效果，因此如果遇到问题并希望排除原因，则可以进一步评估该步骤。
另一种问题的诊断方法，保留离心后过柱滤液，并进行沉淀操作，看是否有核酸。如果在裂解过程中使用SDS的表面活性剂，试着用NaCl作为沉淀剂，以避免污染DNA或RNA。
3. 洗涤步骤
裂解液通过硅胶膜离心，现在DNA或RNA与柱结合，杂质，蛋白质和多糖则通过。
但是，膜仍然会被残留的蛋白质和盐弄脏。如果样本来自植物，膜上仍会残留多糖，可能还有一些色素，或者如果样本是血液，膜可能呈棕色或黄色。
清洗步骤有助于去除这些杂质。通常有两种清洗方式，但因样本类型而异。第一次洗涤通常会用少量的离液盐来去除蛋白质和有色污染物。然后用乙醇清洗以除去盐。如果样本本身没有太多蛋白质，如质粒准备或PCR产物纯化，那么只需要乙醇清洗即可。
4. 离心柱的干燥
乙醇洗涤后，大多数操作步骤都有离心来干燥离心柱。这是为了去除乙醇，是清洁洗脱的必要步骤。当10mM Tris缓冲液或水填充到膜上进行洗脱时，核酸会水合并从膜上释放。如果柱上还有乙醇，那么核酸就不能完全再水化。
跳过干燥步骤会导致乙醇污染和核酸产量降低。
这个问题的主要迹象是当试图把样品加载到琼脂糖凝胶上时，即使在存在染料的情况下，DNA不会下沉，而是漂浮在缓冲液中。乙醇污染的另一个迹象是，如果你把样品放在-20摄氏度，它不会结冰。
5. 洗脱
最后一步是从硅基质中释放出纯DNA或RNA。对于DNA的处理，通常使用pH值在8-9之间的10 mM Tris。DNA在稍微碱性的pH下更稳定，在缓冲液中溶解更快。即使是DNA颗粒也是如此。水往往趋向于低pH值，低至4-5，在短时间内洗脱时，高分子量DNA可能不完全水化。通过让缓冲液在离心前在膜中停留几分钟，可以最大限度地洗脱DNA。
另一方面，RNA在弱酸性pH值下稳定，因此水是首选洗脱液。RNA很容易溶于水。
6. 离心柱操作时容易出问题的事儿
核酸回收率低：因素有很多，通常是裂解问题，或者是过柱结合时条件出现了问题。
确保使用新鲜的优质乙醇（100%）稀释缓冲液或添加到过柱结合步骤。
质量差的乙醇或者长期储存的乙醇可能吸水，导致乙醇浓度发生变化，如果洗脱缓冲液的配置出现问题，DNA或RNA就会被清洗时流失。
低纯度：如果样品被蛋白质污染（低260/280），那么可能是因为样品太多，蛋白质没有完全去除或溶解。如果样品的260/230比率很低，则问题通常是来自结合缓冲液或洗涤缓冲液中的盐。确保使用最高质量的乙醇来制备洗涤缓冲液，如果问题仍然存在，则提取是增加洗涤次数。
与其他样品相比，一些样品含有更多的抑制剂。环境样品特别容易出现纯度问题，因为在提取过程中腐殖物质会被溶解。腐殖质类似于DNA，很难从硅胶柱中除去。对于这种类型的样品，在过柱步骤之前需要使用去除蛋白质和腐殖质的专门技术。
降解： 主要是RNA，降解是由于样品储存不当或者裂解效率过低造成的，不过前提是用不含RNase的水洗脱，对于DNA预处理来说，降解并不是一个大问题，因为对于PCR来说，DNA有降解，扩增依旧可以良好进行。但如果不希望DNA剪切过于严重，那么不要使用太强的裂解方法。 PCR纯化注意事项： PCR纯化是所有硅基质离心柱技术中最简单的，因为它只需要添加高浓度的结合盐（通常在每个PCR反应体系中添加3-5倍体积）并离心柱体。因此，当PCR纯化试剂盒操作失败时，可能会特别令人沮丧。所以纯化前，最好在凝胶上检测一下扩增结果。
PCR反应体系中太多物质可在UV260处有吸收峰： 核苷酸、洗涤剂、盐和引物。PCR纯化试剂盒操作失败多数是因为没有获得扩增产物。
如果确定反应体系中，有PCR产物且浓度不低，可以保留过柱后的液体，如果DNA没有发生结合，还可以进行挽救，重新进行纯化。
二、DNA连接酶工作原理
DNA连接酶（EC 6.5.1.1）以共价方式将DNA的磷酸骨架与平末端或配对的粘性末端连接起来，其作用是修复DNA分子中断裂的双链。
在分子生物学中，它通常用于将限制性内切酶产生的DNA片段插入载体。商业连接酶提供含有ATP和Mg2+的反应缓冲液，这两种物质对连接酶活性都是必不可少的。
由于反复的冻融可能会破坏ATP，所以最好将溶液进行分装。
链接反应本身有两个基本步骤。首先，DNA末端必须偶然碰撞，并保持在一起足够长的时间，以便连接酶连接它们。
低温反应更容易。所有的分子在更高的温度下移动得更快，如果它们在低温下轻轻地漂浮在溶液中，而不是像在更高的温度下那样呼啸而过，那么两个DNA末端碰撞并保持在一起会更容易。对于粘性末端，较低的温度稳定了互补核苷酸之间的氢键，有助于保持性对位置。
第二步是酶促反应：DNA连接酶通过两步催化3′-OH与5′-磷酸基团连接。首先，与酶活性部位的赖氨酸残基相连的AMP核苷酸被转移到5′-磷酸。然后磷酸腺苷键被3′-OH攻击，形成共价键并释放腺苷酸。为了让酶进行进一步的反应，酶活性部位的AMP必须由ATP补充。
DNA连接酶在25℃时具有最佳活性，因此连接反应在使DNA末端连接在一起的最佳温度（1℃）和酶反应（25℃）之间的权衡温度下进行。通常在16℃下1小时是可以的，但是由于将DNA末端连接在一起是反应中最不有效的部分，因此通过将温度降低到4℃来促进这一点可以提供更高的效率。 然而，酶在这个温度下工作非常缓慢，因此需要很长的（如过夜）反应时间。
三、比色分析的工作原理
1.对硝基苯基磷酸酯—分析机制
对硝基苯磷酸酯（pNPP）作为一种合成底物广泛应用于各种磷酸酶的催化活性测定。pNPP的磷酸基团被酶裂解生成对硝基苯酚，由于对硝基苯酚在水中电子激发的最大波长为318nm，因此对硝基苯酚也是无色的。然而，在碱性条件下，对硝基苯酚转化为对硝基苯酚阴离子，导致向400nm左右的深色偏移（根据溶液条件将化合物的吸收峰改变为较长波长）。这是电磁光谱的蓝色边缘，但是由于我们看到反射光的颜色（与吸收光相反），溶液看起来是黄色的。
要记住的事情：
铬酸盐转移是分析的关键因素。
举例来说，如果酶的活性要求在酸性范围内有一个最佳的pH值，那么酸性磷酸酶的情况正好如此。
在这种情况下，为了获得所需的黄色，必须在终点添加强碱（例如氢氧化钠或氢氧化钾）。
2.孔雀绿—分析机制
对硝基苯磷酸测定是很好的，但是如果你最喜欢的磷酸酶不能有效地代谢pNPP呢？另一种市面上可买到的磷酸酶测定法是孔雀绿测定法。这种简单的测定方法是基于孔雀绿、钼酸铵和游离正磷酸盐（又称无机磷酸盐，pi）在酸性条件下形成的络合物。
正磷酸盐被磷酸酶分解后从磷酸化底物中释放出来，在硫酸溶液中与钼酸铵形成络合物。孔雀绿磷钼酸盐络合物的形成，在620-650nm处测量，与游离正磷酸盐浓度直接相关。因此，有可能量化蛋白质磷酸酶底物的磷酸化和磷酸释放。
要记住的事情：
这种方法仅测量无机游离磷酸盐；在测量之前，必须首先水解和中和有机磷酸盐（脂质结合或蛋白质结合磷酸盐）。了解不同种类的有机磷酸盐及其各自不同的水解自由能有助于优化分析条件。高能有机磷酸酯（缩醛磷酸酯、酸酐等）具有不耐酸的磷酸基团，可在低pH下孵育释放到溶液中。另一方面，低能有机磷酸盐（磷酸酯）在酸性溶液中稳定，需要更苛刻的条件（如热分解）才能用这种方法检测。
在大量孔雀绿存在下，3:1离子缔合物[(MG+)3(PMo12O40 3-)]容易在酸性水溶液中形成和沉淀。为了稳定水溶液中的1:1离子缔合物，在溶液中加入聚乙烯醇。
在分析过程中要考虑的另一件事是任何可能干扰分析的氧化还原反应的可能性。钼是一种过渡金属，因此存在于多种氧化状态。在钼酸盐阴离子中，它具有+6的氧化状态。通过有机化合物，如抗坏血酸和还原糖（即葡萄糖）或无机化合物（如SnCl2）还原酸化的Mo（VI）溶液，生成颜色为蓝色的Mo（IV）物质。
四、实验室级用水是如何纯化的？
1.蒸馏：像山丘一样古老的技术（或者至少像隐藏在山丘里的静物一样）。水被加热到沸点，然后冷凝成液体。这样可以除去许多杂质，但沸点等于或小于水的杂质也会被带入蒸馏液中。
2.微滤：在这项技术中，利用压力迫使水通过孔径为1至0.1微米的过滤器，以去除颗粒物。直径小于0.2微米的过滤器可去除细菌，即所谓的冷杀菌。
3. 超滤，使用更小的孔径（小于0.003微米）。这些基本上都是分子筛，用来去除直径大于孔径的分子。它可以用来清除病毒、内毒素、核糖核酸酶和脱氧核糖核酸酶。
4.反渗透。反渗透过滤器的孔径小于0.001微米，这使得它们能够根据直径筛选离子。这是用来脱盐的水。
5.通过活性炭床过滤，有助于去除吸附在炭表面的氯离子和有机化合物等物质。
6.紫外线辐射。紫外线是一种很明显的去除水中微生物的方法。它还可以通过将某些有机化合物分解成危害较小的产物用来净化水。
7. 去离子/离子交换。将水通过含有阳离子和阴离子树脂混合物的树脂床来去除水中的离子。水中的正离子被阴离子树脂颗粒所吸引，而负离子被阳离子树脂所吸引。其结果是从树脂床的另一端流出去离子水。
销售纯水水或净水系统通常将使用这些技术的组合。水的纯度越高，使用的技术就越多。
五、为什么酶有最适温度
每个生物学家都熟悉酶反应速率与温度的关系，如图所示。
我们知道来自大肠杆菌或温血动物的酶在37℃左右有一个最佳温度，而来自热排气细菌的酶有更高的最佳温度。
为什么酶有一个最佳温度分布？化学家有一个经验法则，温度升高10℃会使反应速度加倍。这个规则是从Arrhenius方程推导出来的。
基本上，随着温度的升高，反应物的动能也随之增加。这种动能的增加意味着反应物更容易与足够的能量发生碰撞，从而使反应发生，因此温度越高，反应速率越高。
温度上升：反应速率曲线的第一部分，其中速率随着温度的升高而增加，遵循Arrhenius方程。如果这种酶即使在高温下也完全稳定，反应速度也会随着温度的升高而继续增加，直到发生其他事情，比如其中一种反应物变得受限。
平衡：反应速率开始趋于平稳，这是由于温度接近该酶变性温度（因此失去活性）。
温度下降：在更高的温度下，酶完全变性，失活。
变性发生的温度取决于酶的结构，而这又与酶的进化起源有关。大肠杆菌的酶已经进化到可以应对37℃左右的温度，而来自热喷口细菌的酶则被迫进化到可以在更高温度下保持稳定的程度。
因此，酶的最佳温度是基于Arrhenius模式对温度的依赖性（反应越热，反应速度越快）和酶接近变性温度时的不稳定性之间的权衡。
在多取代苯中，取代基间的电子效应和空间位阻的影响，使光谱改变，更难于简单地加以推测。
今将而取代苯中两个取代基的性质和位置对光谱的影响，以典型的例子加以说明：两个对位取代基的电子效应若相反，则ET带吸收带的跃迁产生大幅度向红移，且强度亦突增。在2%甲醇水溶液中苯胺、硝基苯，和对二硝基苯光谱的ET带相应为230，269，252nm对硝基苯胺为381nm。而邻和键硝基苯胺的吸收带相应为283nm和280nm。又对硝基苯酚光谱的k带移至318nm，而邻位和间位的相应在279nm和274nm。这说明分子内电子转移的重要性。
硝基苯的邻、间位有拉电子取代基使光谱的吸收带向蓝移，对位取代使吸收带略向红移，氯化硝基苯的吸收波长显著地向长波移，表明了卤原子的给电子共轭效应。详情可到中国UV灯网查看啊，这些是我摘来的
1.1 试剂
1.1.1 盐酸：比重1.19，1+2
1.1.2 硫酸：1+1；5+95
1.1.3 氢氧化铵：1+1
1.1.4 二安替比林甲烷：2％水溶液。称取二安替比林甲烷2克于20毫升盐酸(比重1.19)中，用水稀释至100毫升，摇匀，备用。
1.1.5 对硝基苯酚：0.5％乙醇溶液。
1.1.6 二氧化钛标准溶液：准确称取在950℃灼烧30分钟的高纯二氧化钛0.1000克，置于铂坩埚中，加入焦硫酸钾2～3克，先在电炉上加热脱水，再移至喷灯上熔至透明。冷却后，用硫酸(1+1)20毫升浸取熔块，置于预先盛有80毫升硫酸(1+1)的300毫升烧杯中，加热溶解。冷却后，移入1000毫升容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。此溶液每毫升含二氧化钛0.1毫克。
1.1.7 抗坏血酸：1％水溶液。
1.2.7 工作曲线的绘制
准确吸取0.00，1.00，3.00，5.00，7.00，9.00，11.00，13.00，15.00毫升二氧化钛标准溶液(0.01毫克/毫升)，分别置于一组100毫升容量瓶中，用水稀释至30～40毫升。加入盐酸(1+2)10毫升，放置5分钟。再加入1％抗坏血酸10毫升，加入2％二安替比林甲烷20毫升，用水稀释至刻度，摇匀。放置60分钟后，在分光光度计上，用1厘米比色皿，选用波长390纳米，以试剂空白为参比，测定吸光度，绘制工作曲线。
1.3 分析步骤
准确吸取试液乙25～50毫升，置于100毫升容量瓶中，加盐酸(1+2)10毫升，放置5分钟后，再加人1％抗坏血酸10毫升，加入2％二安替比林甲烷20毫升，用水稀释至刻度，摇匀。放置60分钟后，在分光光度计上，用1厘米比色皿，选用波长390纳米，以试剂空白为参比，测定吸光度。从工作曲线上查得相应的二氧化钛的量。
二氧化钛的百分含量按式(7)计算：
TiO2%=C*N/G*1000 *100
C 在工作曲线上查得二氧化钛量（毫克）
N 全部试液与所分取试液体积比
G 试样重量（克）
第二个方法更简单,用二氧化钛标准液和试样作参比，用390纳米波长测结果，然后X/X=Y/Y直接计算结果。（这个方法书本上没有哦）
导语：人体内存在的液体称为体液。体液中含有多种无机物和有机物。无机物与部分以离子形式存在的有机物统称为电解质。葡萄糖、尿素等不能解离的物质称为非电解质。
体液以细胞膜为界分为细胞内液和细胞外液。
正常情况下，体液之间的水与电解质处于动态平衡，这种平衡状态易受体内外因素影响而被破坏，导致代谢紊乱，即水、电解质和酸碱平衡紊乱。
第一节 机体水、电解质的平衡及紊乱
一、体液中水、电解质分布及平衡
(一)水的分布及平衡
人体内含水量与年龄、性别有关，还与组织结构有关。
1.水的来源和去路：
水的来源：
饮水约1200ml、食物中含水约1000ml、代谢内生水约300ml，共约2500ml。
水的去路：
肾脏排尿1500ml、自肺呼出400ml、皮肤蒸发500ml、粪便排出100ml，共约2500ml
正常情况摄入量与排出量持平。
2.影响体液动态平衡的因素
(1)影响水在血管内外转移的因素主要通过血管壁
血浆胶体渗透压(主要)、毛细血管通透性、毛细血管静水压
(2)影响水在细胞内外转移的因素 主要通过细胞膜
晶体渗透压
水从低渗透压的一侧流向高渗透压一侧。
正常情况下，细胞内外渗透压相等
3.水代谢平衡的调节：
水的调节中枢在下丘脑，通过神经体液调节
(1)口渴思饮
产生口渴的原因：血浆晶体渗透压升高、血管紧张素Ⅱ增多、生活习惯等。
(2)抗利尿激素：
抗利尿激素的作用是作用于远端肾小管的，促进水的重吸收,减少尿量。
血浆晶体渗透压升高、血容量下降、剧烈运动和疼痛等可使抗利尿激素分泌增多。
(3)心房肽、肾素-醛固酮系统亦有调节水的功能。
(二)电解质分布及平衡
1.电解质的含量和分布：
有机电解质：蛋白质和有机酸
无机电解质：主要是无机盐，
无机盐中所含的金属元素是Na+、K+、Ca2+、Mg2+，以及微量的铁、铜、锌、锰、钼等。
(1)钠、氯
是细胞外液中主要阴阳离子，每公斤体重约含钠1克。
钠离子是细胞外液含量最高的阳离子，对保持细胞外液容量、调节酸碱平衡、维持正常渗透压和细胞生理功能有重要意义。
来源：机体通过膳食及食盐形式摄入氯和钠，
排泄：Na+、Cl-主要从肾排出，肾排钠量与食入量保持平衡。
肾对保持体内钠含量有很重要的作用，“多吃多排，少吃少排，不吃不排”
钠代谢的调节：钠代谢的调节主要通过肾脏，调控钠排出的因素有：
①球-管平衡：肾小管重吸收的钠与肾小球滤过的钠成比例。
②肾素-血管紧张素-醛固酮系统：此系统是调控水盐代谢的重要因素
③其他激素：抗利尿激素、糖皮质激素、甲状腺素、甲状旁腺素和心钠素等。
(2)钾
是细胞内液的主要阳离子之一，健康成年人，每公斤体重含钾量为2克
分布：98%分布在细胞内液，2%在细胞外液。
来源：钾，人体钾的来源全靠从食物中获得，在动植物食品中含量丰富。
排泄：主要通过肾脏排出，特点是“多入多出，少入少出，不入也出”，所以禁食的病人应注意补钾。
各部分体液中的电解质含量不尽相同(见表3-6-1)。
(3)体液电解质分布特点
①血浆和细胞内液离子分布不同
血浆：
阳离子：Na+、Ca2+、Mg2+、 K+，其中以Na+含量最高，约占阳离子总量的90%以上，
阴离子：Cl-和HCO3-为主
细胞内液：
阳离子：K+、Mg2+和Na+，K+最多
阴离子：磷酸盐和蛋白质为主，
细胞内外液中钠和钾的浓度的差别主要依赖于细胞膜上的特殊结构即Na+-K+ATP酶(钠泵)的主动转运功能
钠泵将细胞内液的钠离子运转到细胞外液，将钾离子转移到细胞内液。
该过程耗能
消耗一个分子的ATP，可将3个钠离子从细胞内泵到细胞外，将2个钾离子和1氢离子由细胞外泵到细胞内。
电解质的作用：维持细胞内外液的渗透压、体液的分布和转移、参与酸碱平衡及神经肌肉兴奋性的维持。
细胞间液是血浆的超滤液，其电解质成分和浓度与血浆极为相似。
②体液中阴离子总数与阳离子总数相等，并保持电中性
一般阴离子随阳离子总量的改变升高或降低，以适应阳离子的改变。
血浆中Cl-、HCO3-总和与阳离子Na+浓度之间保持有一定比例关系，
即：Na+=HCO3-+Cl-+12(10)mmol/L。
③各体液渗透压相同，
摩尔渗量为294～296mOsm/L
理论渗透压为756～760kPa。
2.电解质与血浆晶体渗透压：
根据血浆钾、钠、葡萄糖、尿素的浓度可计算出：
血浆晶体渗透压=2(Na+ + K+)+葡萄糖+尿素。
二、水、电解质平衡紊乱
(一)水平衡紊乱
水平衡紊乱可表现为总体水过少或过多或总体水变化不大，但水分布有明显差异
水平衡紊乱往往伴随有体液中电解质的改变及渗透压的变化。
1.脱水：
人体体液丢失造成细胞外液的减少，称为脱水。
脱水因血浆钠浓度变化与否，又可将脱水分为高渗性、等渗性和低渗性脱水。
(1)高渗性脱水：
失水>失电解质
原因：多见于饮水不足，如高温作业大量出汗，或非显性失水持续进行从而使水排出量增多。
特点
①体液电解质浓度增加，渗透压升高
血浆Na+浓度大于150 mmol/L或Cl—与HCO3-浓度之和大于140mmol/L
②细胞外液量减少
③细胞内水向细胞外液转移，造成细胞内液明显减少。
临床症状：口渴、体温上升、尿量减少、出现各种神经症状，体重明显下降等。
(2)等渗性脱水：
失水=失盐
原因：常见于呕吐和腹泻等丧失消化液情况，
特点：
①体液电解质浓度改变不大，渗透压保持正常
血浆Na+浓度为130～150mmol/L或Cl—与HCO3-浓度之和为120～140mmol/L，
②细胞外液量减少，细胞内液量正常。
③胞外液量减少可导致血容量不足，血压下降、外周血液循环障碍等。
(3)低渗性脱水：
失盐>失水
原因：丢失体液时，只补充水而不补充电解质造成，
如胃肠道消化液的丧失(腹泻、呕吐等)以及大量出汗情况下，仅补充水分而未补充丧失的电解质，
特点：
①血浆Na十浓度小于130mmol/L或Cl—与HCO3-浓度之和小于120mmol/L。
细胞外液的渗透压低于正常
②细胞外液量减少，细胞内液量增多，
③重稍有减轻。
2.水过多：
当机体摄入水过多或排出量减少，使体液增多、体重增加、血容量增多以及组织器官水肿。根据体液的晶体渗透压分为三种类型：
高渗性(盐中毒)、等渗性(水肿)及低渗性(水中毒)水过多。
临床上水肿较为常见。
水肿时细胞外液量(主要是组织液)增多，而渗透压仍在正常范围。
一般当增加的体液量超过体重的10%以上时，可出现水肿临床表现。
水肿常见的原因有血浆蛋白浓度降低，或充血性心力衰竭，或水和电解质排泄障碍等。
(二)钠平衡紊乱
水与钠的正常代谢及平衡是维持人体内环境稳定的重要因素。
细胞外液钠浓度的改变可由水、钠任一含量的变化而引起，
钠平衡紊乱常伴有水平衡紊乱。
1. 低钠血症：
血浆钠浓度小于130mmol/L称为低钠血症
血浆钠浓度是血浆渗透浓度(Posm)的主要决定因素，低钠血症又称低钠性低渗综合征。
Posm降低导致水向细胞内转移，使细胞内水量过多，这是低钠血症产生症状和威胁生命的主要原因。
血浆钠浓度并不能说明钠在体内的总量。
(1)原因：
摄入少(少见)、丢失多、水绝对或相对增多
(2)类型：可分为肾性和非肾性原因两大类。
肾性原因：
肾功能损害：可因渗透性利尿、肾上腺功能低下以及急、慢性肾功能衰竭等引起低钠血症。
非肾性原因：
可见于呕吐、腹泻、肠瘘、大量出汗和烧伤等疾病过程，除丢失钠外，还伴有不同比例的水的丢失。
低钠血症使细胞外液渗透压下降，水分向细胞内转移，进而出现细胞水肿，严重者有可能出现脑水肿和消化道紊乱。
假性低钠血症：由于血浆中一些不溶性物质和可溶性物质的增多。使单位体积的水含量减少，血钠浓度降低(钠只溶解在水中)，引起低钠血症，前者见于高脂蛋白血症(血脂>10g/L高球蛋白血症(总蛋白>100g/L如多发性骨髓瘤、巨球蛋白血症、干燥综合征)后者见于静脉注射高张葡萄糖或静脉滴注甘露醇以后。
2.高钠血症：
主要见于水的摄入减少(如下丘脑损害引起的原发性高钠血症)、
排水过多(尿崩症)、
钠的潴留(原发性醛固酮增多症、Cushing综合征)。
(三)钾平衡紊乱
1.钾代谢：
钾是维持细胞新陈代谢、调节体液渗透压、维持酸碱平衡和保持细胞应激功能的重要电解质之一。
(1)来源去路：
来源：食物
每日摄入量50～75 mmol，一般膳食每日可供钾50～100mmol足够维持生理上的`需要。
90%的钾由肠道吸收
(2)钾代谢的调节：
体内钾的主要排出途径是经肾以尿钾形式排出。肾排钾对维持钾的平衡起主要作用。
①影响肾脏排钾的主要因素：醛固酮，其次为糖皮质激素，
体液酸碱平衡的改变也影响肾脏对钾的排泄，酸中毒时，尿钾增多碱中毒时，尿钾减少。
②影响钾在细胞内外转移的因素
生理性因素：Na+-K+ATP酶、儿茶酚胺、胰岛素、血糖浓度、剧烈运动等
病理性因素：血pH、高渗状态、组织破坏、生长过快等。
钾的浓度与细胞外液HCO3-的浓度直接有关.
2. 钾平衡紊乱：
钾总量是指体内钾的总含量，由于钾主要分布在细胞内(约占总量的98%)，因此血K+浓度并不能准确地反映体内总钾量。
血K+浓度是指血清K+含量，
血浆钾浓度要比血清钾浓度低约0.5mmol/L左右，因为血液凝固成血块时，血小板及其他血细胞会释放少量钾入血清之故，临床以测血清钾为准。
影响血钾浓度的因素：
钾在细胞内外的移动
血浆的浓缩与稀释
钾总量过多或过少
当细胞内钾向细胞外大量释放或血浆明显浓缩,钾总量即使正常甚至缺钾也可能出现高血钾
体液酸碱平衡紊乱，必定会影响到钾在细胞内、外液的分布以及肾排钾量的变化。
(1)低钾血症：
血清钾低于3.5mmol/L以下，称为低钾血症。
原因：
①钾摄入不足
长期进食不足(如慢性消耗性疾病)或者禁食者(如术后较长时间禁食)，
由于钾来源不足，而肾仍然排钾，很易造成低钾血症。
②钾丢失或排出增多：
严重腹泻、呕吐、胃肠减压和肠瘘者，
肾上腺皮质激素有促进钾排泄及钠储留作用，当长期应用肾上腺皮质激素时，均能引起低血钾心力衰竭，肝硬化患者，在长期使用利尿剂时，因大量排尿增加钾的丢失
③细胞外钾进入细胞内：
如静脉输入过多葡萄糖，尤其是加用胰岛素时，促进葡萄糖的利用，进而合成糖原，都有K+进入细胞内，很易造成低血钾#
代谢性碱中毒或输入过多碱性药物，形成急性碱血症，H+从细胞内进入细胞外，细胞外K+进入细胞内，造成低血钾症。
血浆稀释也可形成低钾血症。
(2)高钾血症：
血清钾高于5.5mmol/L，以上，称为高血钾症。
原因：
①钾输入过多，
钾溶液输入速度过快或量过大，特别是有肾功能不全、尿量减少，又输人钾溶液时易于引起高血钾。
②钾排泄障碍：
各种原因引起的少尿或无尿如急性肾功能衰竭
③细胞内的钾向细胞外转移，
如大面积烧伤，组织细胞大量破坏，细胞内钾大量释放入血
代谢性酸中毒，血浆氢离子往细胞内转移，细胞内钾向细胞外转移，与此同时，肾小管上皮细胞泌H+增加，泌K+减少，使钾贮留于体内。
三、钾、钠、氯测定及方法学评价
(一)样品的采集和处理
血清、肝素锂抗凝血浆、汗、粪便、尿及胃肠液均可作为测定钠钾样品。
血清或血浆可在2～4℃或冰冻保存。
钾测定结果明显受溶血的干扰，因为红细胞中钾比血浆钾高二十几倍，故样品严格防止溶血。血浆钾比血清低0.1～0.7mmol/L，这种差别是由于凝血过程中血小板破裂释放钾之故。
钠的测定受溶血影响很小。
全血未及时分离或冷藏均可使血钾上升。
(二)方法学
钾、钠的测定方法有：火焰光度法、离子选择电极法、冠醚法和酶法。
氯的测定方法有：离子选择电极法、硫氰酸汞比色法、硝酸汞滴定法和电量分析法(库仑滴定法)
1.火焰光度法：
Na+、K+测定可采用火焰光度法。
原理：火焰光度法是一种发射光谱分析法，利用火焰中激发态原子回降至基态时发射的光谱强度进行含量分析。
该法可检测血清、尿液、脑脊液及胸腹水的Na+和K+，该方法属于经典的标准参考法，
优点是结果准确可靠，广为临床采用。
通常采用的定量方法有标准曲线法、标准加入法和内标准法。
(内标法是标本及标准液采用加进相同浓度的内部标准元素进行测定，一般是加入锂内标，测定的是锂/钠或锂/钾电流的比值，而不是单独的钠或钾的电流，这样，可减小燃气和火焰温度波动等因素引起的误差，因而有较好的准确性。)
2.化学测定法：
Na+和K+的化学测定主要利用复环王冠化合物如穴冠醚或球冠醚，亦称为冠醚，均为离子载体，由于大环结构内有空穴，分子内部氧原子有未共用电子对可与金属离子结合，根据空穴大小，可选择性结合不同直径的金属离子，从而可达到测出离子浓度的目的。
Cl-的化学测定法：采用Fe存在下，Hg(SCN)2与Cl-反应生成与Cl-等当量的SCN，再与铁结合成Fe(SCN)的红色化合物，进行比色，定量标本中Cl-的含量。该法测定时，血清中性因素如F、Br和I也可以起反应其量很少，故可忽略不计。某些药物及胆红素均对其有影响。以上比色法均可在自动生化分析仪进行批量测定，属临床常用的一种方法。
3.离子选择电极法(ISE法)：
原理：离子选择电极是一种电化学传感器，其结构中有一个对特定离子具有选择性响应的敏感膜，将离子活度转换成电位信号，在一定范围内，其电位与溶液中特定离子活度的对数呈线性关系，通过与已知离子浓度的溶液比较可求得未知溶液的离子活度，
优点ISE法具有标本用量少，快速准确，操作简便等优点。是目前所有方法中最为简便准确的方法。
缺点：电极具有一定寿命，使用一段时问后，电极会老化。
4.整合滴定法：
Cl-可采用特定的整合剂滴定法进行，
Molrr法：以KrCrO4,为指示剂，用AgN03滴定血清中Cl-。
Sehales法：以二苯卡巴腙作指示剂，用Hg(N03)2滴定血清中Cl-。滴定法需要熟练的操作，终点要准确，尽可能排除主观因素的干扰，否则误差很大。
干扰因素较多，难以得到准确的结果，目前已很少应用。
5.酶法：
酶法测定钠的原理是利用钠依赖的β-半乳糖苷酶催化人工底物ONPG(邻硝基酚β-D-吡喃半乳糖苷)，分解释放出有色产物邻硝基酚，在波长420nm处测吸光度变化。
酶法测钾的原理是利用对丙酮酸激酶的激活作用，后者催化磷酸烯醇式丙酮酸变为乳酸同时伴有还原型辅酶Ⅰ的消耗，在波长340nm处测NADH的吸光度下降。
酶法测氯的原理是利用氯使α-淀粉酶与钙离子结合变成有活性的形式，然后与α-和β-葡萄糖苷酶共同催化人工合成底物2-氯4-硝基苯酚-口-D麦牙庚糖苷(CNP-G7)使其水解产生2-氯4-硝基苯酚，此产物在波长405nm处有最大吸收，血氯浓度与α-淀粉酶活性成正比，同时也与2-氯4-硝基苯酚的生成量成正比。
酶法的优点是不需特殊仪器，缺点是价格较贵。
百度百科
甲硝唑药品
甲硝唑，是一种有机化合物，化学式为C6H9N3O3，主要用作一种抗生素和抗原虫剂，用于治疗或预防厌氧菌引起的系统或局部感染，如腹腔、消化道、女性生殖系、下呼吸道、皮肤及软组织、骨和关节等部位的厌氧菌感染，对败血症、心内膜炎、脑膜感染以及使用抗生素引起的结肠炎也有效，治疗破伤风常与破伤风抗毒素（TAT）联用，还可用于口腔厌氧菌感染。2017年10月27日，世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考，甲硝唑在2B类致癌物清单中。[2]2020年1月，甲硝唑入选第二批国家药品集中采购名单。[1]
中文名甲硝唑[4]
外文名Metronidazole[4]
别名1-(2-羟乙基)-2-甲基-5-硝基咪唑[4]、2-甲基-5-硝基-1H-咪唑-1-乙醇[4]
化学式C6H9N3O3[4]
分子量171.154[4]
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化合物简介
理化性质密度：1.45g/cm3熔点：159-161℃沸点：405.4℃闪点：199℃折射率：1.612蒸汽压：2.67E-07mmHg at 25°C外观：白色结晶性粉末溶解性：溶于热水，略溶于乙醇，微溶于水或氯仿，极微溶于乙醚[3]分子结构数据摩尔折射率：40.98[4]摩尔体积（cm3/mol）：117.8[4]等张比容（90.2K）：328.6[4]表面张力（dyne/cm）：60.4[4]极化率（10-24cm3）：16.24[3]计算化学数据疏水参数计算参考值（XlogP）：无氢键供体数量：1[4]氢键受体数量：4[4]可旋转化学键数量：2[4]互变异构体数量：0拓扑分子极性表面积：83.9[4]重原子数量：12[4]表面电荷：0[4]复杂度：170[4]同位素原子数量：0[4]确定原子立构中心数量：0[4]不确定原子立构中心数量：0[4]确定化学键立构中心数量：0[4]不确定化学键立构中心数量：0[4]共价键单元数量：1[3]药典信息
鉴别1、取本品约10mg，加氢氧化钠试液2mL微温，即得紫红色溶液，滴加稀盐酸使成酸性即变成黄色，再滴加过量氢氧化钠试液则变成橙红色。2、取本品约0.1g，加硫酸溶液（3→100）4mL，应能溶解；加三硝基苯酚试液10mL，放置后即生成黄色沉淀。3、取吸收系数项下的溶液，照紫外-可见分光光度法（附录ⅣA）测定，在277nm的波长处有最大吸收，在241nm的波长处有最小吸收。4、本品的红外光吸收图谱应与对照
你可以到这个网站看结构式:http://www.chinapharm.com.cn
四环素化学名:6-甲基-4-(二甲氨基)-3,6,10,12,12a-五羟基-1,11-二氧代-1,4,4a,5,5a,6,11,12a-八氢-2-并四苯甲酰胺盐酸盐
【鉴别】 (1)取本品约0.5mg，加硫酸2ml，即显深紫色，再加三氯化铁试液1滴，溶液变为红棕色。
(2)在含量测定项下记录的色谱图中，供试品主峰的保留时间应与盐酸四环素对照品主峰的保留时间一致。
(3)本品的水溶液显氯化物的鉴别反应
氯霉素化学名:D-苏式-(-)-N-[α- (羟基甲基)-β-羟基-对硝基苯乙基]-2,2-二氯乙酰胺
【鉴别】(1)取本品内容物约0.1g,加稀乙醇2ml溶解,加1%氯化钙溶液6ml与锌粉0.1g,置水浴上加热10分钟.倾取上清液加苯甲酰氯约0.2ml,立即强力振摇1分钟,加三氯化铁试液1ml与氯仿4ml振摇,水层显紫红色.(2)取本品内容物与氯霉素标准品,分别加稀乙醇制成每1ml中含氯霉素2.0mg的溶液.照薄层色谱法(中国药典1990年版二部附录30页)试验,吸取上述两种溶液各10μl,分别点于同一硅胶GF254薄层板上,以氯仿-乙醇(9∶1)为展开剂,展开后,晾干,置紫外灯(254nm)下检视,供试品所显主斑点的位置应与标准品主斑相同
甲硝唑化学名:2-甲基-5-硝基咪唑-1-乙醇
鉴别】 (1)取本品约10mg，加氢氧化钠试液2ml，温热，即得紫红色溶液；滴加稀盐酸使成酸性后即变成黄色，再滴加过量氢氧化钠试液则变成橙红色。
(2)取本品约0.1g，加硫酸溶液(3→100)4ml，应能溶解；加三硝基苯酚试液10ml放置后即生成黄色沉淀。
(3)取吸收系数项下的溶液，照分光光度法（附录Ⅳ A）测定，在277nm 的波长处有最大吸收，在241nm 的波长处有最小吸收。
(4)本品的红外光吸收图谱应与对照的图谱（光谱集112 图）一致。
普通磨料碳化硅化学分析方法
范围
本 标 准 规定了碳化硅磨料及结晶块中二氧化硅、游离硅、游离碳、总碳、碳化硅、三氧化二铁、三氧化
二铝、氧化钙、氧化镁的测定方法.
本 标 准 适用于碳化硅磨料及碳化硅含量不小于95％的结晶块的化学成分测定.
2 规范性引用文件
下 列 文 件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款.凡是注日期的引用文件,其随后所有
的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究
是否可使用这些文件的最新版本.凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准.
GB /T 4 676 普通磨料取样方法
3 试样的制备
3.1 结晶块试样
取具 有 统 计代表性的结晶块,破碎至完全通过2m m筛网,混匀,用四分法缩分至50g -60g .继
续用钢研钵研细至全部通过355 rm筛网.用吸力9. 8 N-14. 7 N的磁铁吸出粉碎中带人的铁质.然
后混匀,装人试样袋,于105 0C ^-110℃的烘箱中烘干1h,取出,放人干燥器中,冷却备用.
如果 对 三氧化二铁的测定有严格要求,则应按下列方法另行制样用以测定三氧化二铁：取具有统计
代表性的结晶块,破碎至完全通过2 mm筛网,混匀,用四分法缩分至50 g-60 g.再用刚玉研钵研细
至全部通过500 tim筛网,混匀,用四分法缩分至20 g-25 g.继续用刚玉研钵研细至全部通过355 [Cm
筛网,混匀,装入试样袋,于1050C ^-110℃的烘箱中烘干1h,取出,放人干燥器中,冷却备用.（分析试液
的制备和测定方法同第8章、第9章的规定.）
3.2 磨料试样
对 于 F5 4(P50）及以粗的试样,取样和缩分依照GB/T 4676进行,其余操作同3.1 0
对 于 F6 0(P60)及以细的试样,依照GB/T 4676进行取样并缩分至50 g-60 g,装人试样袋,于
1050C-110℃的烘箱中烘干1h,取出,放人干燥器中,冷却备用.
用 作 测 定总碳的试样需研细至全部通过150t m筛网.
4 二氧化硅的测定
4.1 原理
试 样 用 氯化钠一盐酸一氢氟酸处理,使二氧化硅溶解,加钥酸铁使硅酸离子形成硅钥杂多酸,用
1,2,4一酸还原剂将其还原成硅钥蓝,于700 nm波长处测定其吸光度.
4.2 试剂
4.2. 1 盐酸：(1+1) ,(1十4).
4.2.2 氨水：（1+4).
4.2.3 氢氟酸：(1+1)a
4.2.4 氯化钠溶液（10%).
4.2.5 氯化铝溶液（45%)：称取90 g氯化铝（六水化合物）溶于水中,用水稀释至200 mLo
4.2.6 钥酸钱溶液（(5%)：称取5g钥酸钱溶于水中,用水稀释至100 ml,放置24 h过滤后使用；若出
GB/T 3045-2003
现沉淀,应停止使用.
4.2.7 酒石酸溶液（10%)o
4.2.8 1,2,4一酸溶液（0.1 500)：称取0.1 5g 1 ,2,4一酸（1-氨基一2-蔡酚-4一磺酸）溶于20m L亚硫酸钠溶
液（(coq）中,然后和180 mL亚硫酸钠溶液（1000)混合.此溶液的使用期为两周.
4.2.9 对硝基苯酚溶液（(0.2%)0
4.2. 10 二氧化硅标准溶液：0.05 mg/mL,
称取 经 10 00℃灼烧过的二氧化硅（高纯试剂）0.50 00 g 于铂母涡中,与无水碳酸钠（基准试剂)）2g
仔细混匀,再筱盖无水碳酸钠（基准试剂）0. 5 g,送人高温炉中于8500C -900℃熔融20 min,取出,冷
却,洗净柑祸外壁,在聚乙烯烧杯中用热水浸出,冷却后转人1 000 mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇
匀,立即移入清洁干燥的塑料瓶中贮存.1 mL此溶液含0. 5 mg的二氧化硅.
用移 液 管 移取上述0.5 m g/mL的二氧化硅溶液25m L于预先盛有10m L盐酸(（1+4)的250m L
容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀,即为二氧化硅标准溶液.1m L此溶液含0.0 5m g的二氧化硅.
4.2.11 空白溶液：于聚四氟乙烯烧杯中加人氯化钠溶液（(4. 2. 4) 1 mL、盐酸（(1+1)3 mL,氢氟酸
(1十1) 3 mL,氯化铝溶液（(4.2.5)12 mL,混匀,移人100 ml,容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀.
4.3 仪器及装置
4.3. 1 聚四氟乙烯烧杯,容量为100 mLo
4.3.2 分光光度计.
4.4 分析步骤
4.4. 1 测定
称 取 试 样约..2g,精确到0.00 01 g ,放入聚四氟乙烯烧杯中,加人氯化钠溶液（4.2.4)1m L,盐酸
(1+1)3 mL,氢氟酸（1+1)3 mL在80 0C -90℃水浴上加热15 min-20 min,冷却,加人氯化铝溶液
(4.2.5)12 mL,混匀,移人100 mL容量瓶中,稀释至刻度,摇匀,静置后（微粉试样可进行干过滤）用移
液管移取上部澄清液10 mL于100 mL容量瓶中,加水至溶液体积为50 mL,加人对硝基苯酚溶液
(4.2.9)2滴～3滴作为指示剂,用氨水中和至溶液呈黄色,立即加人盐酸（(1-1-4)5 mL,加人铝酸钱溶液
(4.2.6)5 mL,放置15 min.加入酒石酸溶液（4.2.7)10 mL, 1,2,4一酸溶液（4. 2. 8) 5 ml,加水稀释至
刻度,摇匀,放置30 min,用1 cm的比色皿于波长700 nm处,用水作参比液测定其吸光度.用同样方
法作空白试验.减去空白试验的吸光度后,于工作曲线上查出二氧化硅的质量.
4.4.2 工作曲线的绘制
吸取 空 白溶液10m L分别放人8个100m L容量瓶中,再于容量瓶中用微量滴定管依次分别加人
二氧化硅标准溶液（4.2 .1 0)0 .0 0m L,0 .5 0m L,l .0 0 mL,2 .0 0m L,4. 0 0 ml-,6 .0 0m L,8. 0 0 mL,
10. 00 mL,以下按4.4.1方法操作,测定其吸光度,减去空白溶液吸光度后,与相应的二氧化硅质量
相对应,绘制成工作曲线.
4.5 结果计算
二 氧化 硅的质量含量二（Si02) ,数值以％表示,按下列公式计算：
w(Si02）＝ 义100 1 ）
式中：
ml— 试样质量的数值,单位为克（g)
m2— 分取试样溶液中自工作曲线上查得的二氧化硅质量的数值,单位为克（9）；
V,— 试验溶液总体积的数值,单位为毫升（mL)
Vz— 分取试液的体积的数值,单位为毫升（mL) ,
计算结果精确到0.010
第二节各类化合物的红外光谱特征有机化合物 的数目非常大，但组成有机化合物的常见元素只有10种左右，组成有机化合物的结构单元即称为基团的原子组合数目约有几十种。根据上述讨论，基团的振动频率主要取决于组成基团原子质量（即原子种类）和化学键力常数（即化学键的种类）。一般来说，组成分子的各种基团如C-H、 C-N 、C=C、 C=O 、C-X等都有特定的红外吸收区域（特征吸收峰），根据特征吸收峰可以推断物质的结构。所以，有必要对各类有机化合物的光谱特征加以总结。一、烷烃烷烃中只有C-H键组成的C-H，CH2，CH3基团，纯烷烃的吸收峰只有C-H的伸缩、弯曲振动和C-C骨架振动。1、νC-H 烷烃的C-H伸缩振动频率一般不超过3000cm-1，甲基和亚甲基的C-H伸缩分别有对称和不对称振动相应出现四个吸收峰，甲基的C-H伸缩振动，对称的出现在2872cm-1，不对称的出现在2962cm-1；亚甲基的对称出现在2853cm-1，不对称的出现在2926 cm-1。一般不对称的吸收强度稍强，在高分辨的红外仪（光栅型），可以在2853-2962 cm-1处，清楚地观察到这四个峰，而在低分辨的仪器中，两两重叠只能看到两个峰。如下图：注意：环丙烷的VC-H移向高频，出现在3080-3040cm-1（S）叔C-H的伸缩吸收很弱，（ 2890cm-1左右 ）通常消失在其它脂肪族的C-H吸收中，对于鉴定分析用途不大。2、δC-H ： C-H弯曲振动在1460cm-1和1380cm-1处有特征吸收，前者归于甲基及次甲基的不对称δC-H，后者归于甲基的δS 1380cm-1峰对结构非常敏感，对于识别甲基很有用。（1）孤立甲基在1380cm-1附近出现单峰，其强度对分子中甲基数目的增多而增强，（2）偕二甲基 –CH（CH3)2 此峰变为双峰（1391- 1380cm-1（S）和1372-1365 cm-1（S）），而且两个峰的强度大约相等。1380cm-1附近出现双峰是验证分子中有偕二甲基的根据，（必须注意：环己烷醇、甾体和二萜类含有的乙酰氧基-OOC-CH3，其中甲基在1380-1365 cm-1出现双峰，不要误认为分子中有异丙基）。
（3）叔丁基1380 cm-1的峰也分裂为双峰，但这两个峰一强一弱（1380 cm-1为弱峰，1365 cm-1峰为强峰），足以与偕二甲基区分。（4）当化合物具有四个以上邻接的CH2基团时，几乎总是在（715-725，通常在720cm-1处）有谱带（CH2面内摇摆），它在鉴别上是有用的。3、C-C骨架振动在1250-800cm-1范围，因特征性不强用途不大。总结：d C-H1460 , 1380cm-1孤立的甲基－CH3 1380单峰C(CH3)2 1380双峰，强度1:1 （1391- 1380cm-1, 1372-1365cm- 1）－C(CH3)3 1380双峰，强度1:2（低频率为高频率峰强度的2倍） ( 1380 cm-1为弱峰，1365 cm-1峰为强峰）当化合物具有四个以上邻接的CH2基团时，几乎总是在（715-725，通常在720cm-1处）有谱带（CH2以内摇摆），它在鉴别上是有用的。二、烯烃 烯烃分子有三类特征吸收峰（ν=C-H、νC=C、δ=C-H）1、ν＝C-H（包括苯环的C-H、环丙烷的C-H）在3000cm-1以上，苯出现在3010-3100cm-1的范围内，在甲基及亚甲基伸缩振动大峰左侧出现一个小峰，这是识别不饱和化合物的一个有效特征吸收。2、νC=C孤立烯烃双键的伸缩振动吸收位置在1680-1600cm-1，其强度和位置决定于双键碳原子取代基数目及其性质。分子对称性越高，吸收峰越弱。如果有四个取代烷基时，常常不能看到它的吸收峰，一元取代烯 RCH=CH2 和偏二取代烯 R2C=CH2的νC=C 强于三元取代烯 R2C=CHR 和四元取代烯 R2C=CH2；顺式强于反式，末端双键强于链中双键。
（1）C5以上无张力环烯的νC=C 与开链烯的频率相同，环张力愈大，νC=C 环内愈低，但环外双键νC=C 愈高。（2）在共轭体系中，由于共轭使键趋于平均化，而使C=C的力常数降低，伸缩振动向低波移， 例如 C=C-C=C中，C=C 吸收移至1600cm-1区域，由于两个 C=C 的振动偶合. 在1650cm-1 有时还能看到另一个峰，但1600cm-1 的峰是鉴定共轭双键的特征峰。3 δC-H 面内变形振动在1500-1000cm-1，结构不敏感，也不特征，用途不大。面外弯曲振动在1000-700cm-1，对结构敏感，对不同类型的烯烃有其特征吸收，而且比较固定，可以借以判断双键取代情况和构型很有用，如：RCH=CH2995-985 cm-1(s) δ-CH=935-905cm-1(s)δ=CH2R2C=CH2895-885 cm-1(s) 三、炔烃：有三个特征带：ν≡C-H ，δ≡C-H ， ν C≡C1、 ν≡C-H在四氯化碳溶液中位于3320-3310cm-1，强峰，固体或液体时在3300-3250cm-1。峰形较窄，易于OH和NH区别开。2、 δ≡C-H≡C-H的面外弯曲振动通常在900-610cm-1出现一宽的谱带，有时在1375-1225cm-1处，出现它的倍频峰，此峰也很宽，但很弱。3、 ν C≡C碳碳叁键的力常数比碳碳双键的高得多，所以C≡C的伸缩振动出现在高波数区域。一般一元取代炔烃 RC≡CH 的νC≡C在2140-2100cm-1，二元取代炔烃在 RC≡CR1 的νC≡C 在2260-2190cm-1，乙炔和二取代乙炔因分子对称，没有VC≡C的吸收峰。所以看不到νC≡C的谱带，不一定表示没有C≡C。
四、芳香烃的红外光谱芳香族化合物有三种特征吸收带：即苯环上的芳氢伸缩振动，面外弯曲振动和骨架振动。1、芳环上的νC-H3010-3080cm-1（m）2、芳环的骨架伸缩振动νC-C1650-1450cm-1（m）出现2～4个吸收峰，由于芳环为一共轭体系，其C=C伸缩振动频率位于双键区的低频一端，往往1500cm-1附近的吸收峰比1600cm-1强。3、 芳环的面外弯曲振动 (g=C-H )在650-900cm-1，这一区域的吸收峰位置与芳环上取代基性质无关,而与芳环上相连H的个数有关，相连H越多, g=C-H 振动频率愈低,吸收强度越大.五、醇和酚羟基化合物有三个特征吸收带，即νO-H ， νC-O，δO-H。 1、 νO-H游离的醇和酚的νO-H在3700-3500cm-1以内（峰尖、强），缔和的羟基在3500-3200cm-1以内峰形强而宽。大部分是以氢键缔和的形式存在，只有在气相和非极性溶剂中，很稀的溶液内减少分子间氢键，出现游离的νO-H吸收带，分子间氢键与溶液浓度有关，形成分子内氢键的与浓度无关，但频率更低，例如水杨醛、邻硝基苯酚、邻羟基苯乙酮等。它们VO-H出现在3200-2500cm-1。2、 δO-H醇和酚的δO-H（面内弯曲振动） 吸收带在1500~1300cm-1附近。3、 νC-O位于1250~1000cm-1附近，通常是谱图中最强吸收峰之一，可根据这个区域的吸收峰确定伯醇、仲醇和叔醇。各种醇的δO-H和νC-O的吸收如下：范围δO-H （面内）cm-1νC-O cm-1伯醇1350-12601050
仲醇1350-12601100叔醇1410-13101150酚 1410-1310 1300-1200 六、醚醚的特征吸收谱带是C-O-C不对称伸缩振动谱带，各种醚的不对称νC-O-C 为：1、 脂肪醚： 1150-1060cm-1（s）2、 芳香醚两个 C-O 伸缩振动吸收1270 ~ 1230 cm-1（为 Ar-O 伸缩）1050 ~ 1000 cm-1（为 R-O 伸缩3、乙烯醚：1225-1200cm-1（s）注意:醇、酯和内酯在此区域附近也有吸收，但光谱中同时存在 –OH 和 C=O 其它特征峰时。4、六元环中的 C-O-C 基团与无环醚中的此基团的吸收具有相同的频率当环变小时，不对称 C-O-C 伸缩振动逐渐向低波移。5、在环氧乙烷类中有三条特征谱带可作为这种基团的存在的标志：1280-1240cm-1 （S-m） 环的不对称伸缩振动950-810cm-1 （S-m） 环的对称伸缩振动 ?840-750cm-1 （S）七、羰基化合物（包括醛、酮、羧酸、酯、酸酐和酰胺等）羰基吸收峰是在1900-1600cm-1区域出现强的C=O伸缩吸收谱带，这个谱带由于其位置的相对恒、强度高、受干扰小，已成为红外光谱图中最容易辨别的谱带之一。此吸收峰最常出现在1755-1670cm-1，但不同类别的化合物 C=O 吸收峰也各不相同。
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红外谱图基础知识
第一节：概述
1、 红外吸收光谱与紫外吸收光谱一样是一种分子吸收光谱。红外光的能量（△E=0.0
考点归纳：纵观近年来的化学试题中有关原子结构与元素周期系试题，大致有以下考点：
1. 确定新元素在元素周期表中的位置，并预测它的性质。
2. 考察创新能力。打破元素在三维世界中的正常排布规律，让参赛者在全新条件下或“规律”的情况下，进行元素的电子排布或重新绘制元素周期表，并推测元素的化合价、性质等。
3. 根据几种元素间的关系，推测其在周期表中的位置。
4. 应用化学、物理等学科知识，考察最新科技成果。
趋势预测：今后的化学竞赛试题，将更加强调化学与物理知识点上的衔接，强调原子结构与元素周期系知识在日常生活中的应用。考查参赛者打破“旧知识”，建立“新知识”的创造性思维能力。笔者认为：若考查上述知识点，仍将在上述几个方面做文章。
一. 相对原子质量
元素的相对原子质量（原子量）是指一种元素的1摩尔质量对核素12C的1摩尔质量的1/12 的比值。这个定义表明：①元素的相对原子质量是纯数。②单核素元素的相对原子质量等于该元素的核素的相对原子质量。③多核素元素的相对原子质量等于该元素的天然同位素相对原子质量的加权平均值。
二. 原子结构
（一）原子结构（核外电子运动）的玻尔行星模型
1. 氢原子光谱
1833年巴尔麦找出氢原子光谱可见光区各谱线波长之间的关系为 B是常数。
在1913年里德堡总结出谱线之间的普遍联系通式为ν=R（1/n12-1/n22），R为里德堡常数，其值为3.19×1015周／秒。上述公式n1和n2对应于各区谱线的关系为：
紫外区：n1＝l，n2＝2， 3， 4……
可见区：n1＝2，n2＝3， 4， 5.......
红外区：n1＝3，n2＝4， 5， 6……
2. 玻尔理论(核外电子运动特点)
1913年玻尔在普朗克量子论、爱因斯坦光子学论和卢瑟福的有核原子模型的基础上，为了阐明氢原子光谱实验的结果，提出了原子结构理论的三点假设，称为玻尔理论，其要点如下：
①原子核外的电子不是在任意轨道上绕核运动，而是轨道角动量P必须符合以下条件：
P＝nh/2π，n为正整数，h为普朗克常数。符合上述条件的轨道称为稳定轨道，在稳定轨道上运动的电子并不放出能量。
②电子的轨道离核越远，能量越高。通常电子是在离核最近的轨道上运动，这时原子的能量最低，称为基态。当原子从外界获得能量时，电子可以跃迁到离核较远的高能量轨道上去，此时称为激发态。
③激发态是不稳定的，电子会从较高能级跃迁到较低的能级，并把多余的能量以光的形式释放出来。
同时玻尔还根据经典力学和量子化条件计算和推导了能量公式：
玻尔理论有很大的局限性，它只能解释氢原子光谱，不能解释多电子体系的原子光谱，甚至对氢光谱的精细结构亦无法解释。19世纪初，由于光的干涉、衍射和光电效应等实验，人们对微观粒子运动的特殊规律——波粒二象性有所认识，这两种性质通过普朗克常数定量地联系起来，E＝hν P＝h/λ，从而很好地揭示了光的本质。其中E为能量，P为动量，λ为波长，h为普朗克常数。后来电子衍射实验证明了电子的波长λ=h/mυ，m为电子的质量，υ为电子运动的速度。
（二）氢原子结构（核外电子运动状态）的量子力学模型
①几率密度和电子云
｜Ψ｜2表示电子在核外空间单位体积元里出现的几率，称为几率密度。几率密度与该区域的总体积的乘积为电子在该区域里出现的几率。
电子云是描述电子在核外空间运动的一种图象，它是与几率密度｜Ψ｜2相联系的，它从统计的概念出发对核外电子出现的几率密度作形象化的图示。即是｜Ψ｜2的具体图象。
②四个量子数的物理意义
a.主量子数n 它表示电子层层数和电子离核的平均距离以及能量的高低。取值为1，2，3，…，0(正整数)。
b.角量子数l 它决定原子轨道(或电子云)的形状，取值为0， 1，2，…，(n-l)。如l＝0时，为s轨道，星球形分布；l＝1时，为p轨道，呈哑铃形分布；l＝2时为d轨道，呈花瓣形分布。在多电子体系中l还与能量有关，如同一主层中各亚层轨道的能量还有差别，即Ens＜Enp＜End
c.磁量子数m 它决定原子轨道(或电子云)在空间的伸展方向。取值为0，±1，±2，…，±l
如l＝1时，m可有三个值，即0，+1，-1，说明p亚层轨道有三个不同的伸展方向，即px、py、pz三种轨道。
d.自旋量子数ms 它不依赖于n、l、m，不是薛定谔方程求解的结果，而是实验测定的结果。它证明电子绕自身的轴进行顺时针或逆时针方向旋转。取值分别为+1/2或-1/2。
三. 核外电子排布、元素周期系和元素周期性
1.核外电子排布规律： ①能量最低原理。②保里不相容原理。③洪特规则。
2.屏蔽效应 在多电子原子中，由于其它电子对某一电子的排斥作用而抵销了一部分核电荷，从而引起有效核电荷的降低，削弱了核电荷对该电子的吸引，这种作用称为屏蔽作用或屏蔽效应。由于屏蔽效应的结果，使具有相同主量子数的不同亚层轨道发生能级分裂。l小的电子，其它电子对它的屏蔽效应小，它的能量低，即： Ens＜Enp＜End＜Enf
3.钻穿效应 它是指外层电子钻到内层空间而靠近原子核的现象。各亚层电子钻穿效应大小的顺序为ns＞np＞nd＞nf。电子钻得越深，它受到其它电子的屏蔽作用就越小，受核的吸引力越强，因而能量也越低。所以n相同l不同的各亚层轨道能量顺序为 Ens＜Enp＜End＜Enf。当n、l均不同时, 出现能级交错，即E4s＜E3d。这种现象与电子的钻穿效应有关。由于4s电子的钻穿能力比3d强，虽然4s的最大峰比3d离核远，但由于它有小峰钻到离核很近处，它对降低轨道能量影响很大，以至造成E4s＜E3d。
4.原子结构和元素在周期表中位置的关系
①元素的周期数 原子最外层的n数值即为该元素的所在周期数。一个能级组相当于一个周期，周期有长短之分。短周期(能级组内仅含有s、p能级)。长周期(能级组内除s、p能级外，还含有d、f能级)。
②元素的族数 价电子结构相同的元素组成族。族有主族与副族之分。通常称主族为A族，副族为B族。
A族元素：它的族数等于ns和np层上的电子，如3s23p4，即为第三周期ⅥA族元素。
B族元素：a.当(n-1)dns层上的电子总数为3~7时，则电子数值即为该元素的B族数。如5d56s2即为第六周期ⅦB族元素。
b.当(n-1)dns层上的电子总数为8~10时，均为第Ⅷ族元素，如3d84s2即为第四周期第Ⅷ族元素。
c.当(n-1)d10ns，则ns层上的的电子总数即为B族数。如4d105s2即为第五周期第II族元素。
③周期表内元素的分组
5．原子结构和元素性质的周期关系
①原子半径 原子半径在周期表中变化的规律：在同一主族中从上到下随着电子层数增多，原子半径依次增大。虽然从上到下核电荷增大，使原子半径有缩小的倾向，但不是主要因素。B族元素变化不明显，特别是第五周期和第六周期的元素，是由于镧系收缩，而使其半径非常近似。在同一周期中，对短周期而言，从左到右随着核电荷数增加，原子核对外层电子的吸引能力相应增强，原子半径逐渐缩小。对长周期来说，由于随着核电荷数的增加，新增加的电子填入(n-1)d轨道上。对于决定原子半径大小的最外电子层来说，次外层上的电子对它的屏蔽作用要比最外层电子相互间的屏蔽作用大得多，所以自左至右增加的核电荷，绝大部分被增加的(n-1)d电子所屏蔽，即有效核电荷增加比较缓慢，所以从左到右原子半径缩小程度不大。当电子层结构为(n-1)d10时，由于对外层电子有较大的屏蔽作用，故原子半径略有增大。当电子层结构为(n-2)f7和(n-2)f14时，同理也会出现原子半径略增大，每周期末尾的稀有气体原子半径又突然增大。(稀有气体的半径为范德华半径)。
②电负性 元素的电离势和电子亲和势仅从一个方面反映原子得失电子的能力，实际上都有一定的局限性。在原子相互化合时，必须把该原子失电子的难易和得电子的难易统一起来考虑。通常把原子在分子中吸引电子的能力或本领叫做元素的电负性。根据元素电负性的大小来统一衡量元素的金属性和非金属性的强弱。元素电负性也呈现周期变化，总的变化趋势：同一周期从左到右递增，同一族从上到下递减。因此周期表申，右上方的元素氟电负性最大，即非金属性最强，左下方的铯电负性最小，即金属性最强。
四. 用s、p、d等来表示基态构型（包括中性原子、正离子和负离子）
第二章 分子结构
赛点归纳：分子结构的判断是化学最基本的知识，也是化学竞赛考查的知识点。近年来，化学竞赛在考查分子结构时经常出现的知识点如下：
1. 根据杂化轨道理论，判断中心原子的杂化态。
2. 根据Lewis电子理论判断分子的形状。
3. 根据价层电子对互斥理论判断分子的形状。
4. 根据等电子原理判断未知分子的结构。
当然，试题考查的形式多种多样，且考查的形式也不是单一的，往往是多种形式揉合在一起的。笔者根据多年的培训体会，认为：参赛者在学习分子结构相关知识时，首先要学习Lewis电子理论，然后学习价电子对互斥理论，Lewis 电子理论可以在学习前两种理论的基础上水到渠成。
趋势预测：今后化学竞赛试题考查分子结构仍然是考查参赛者空间感知能力的重要内容，考查的力度可能还会增大，有兴趣的参赛者可将近年来的初赛试题加以分析，不难得出答案。有关分子结构的考查可能会加大信息量，考查近年来的最新科技成果。总之由于分子结构的判断会牵涉到数学知识，从考查参赛者综合素质的层面上看，有关分子结构的试题将永远是化学竞赛的主要试题。
一. 路易斯结构式
美国化学家路易斯认为构成物质的两个原子各取出一个电子配成对，通过这种共用电子对的相互结合来形成物质。他还认为，稀有气体最外层电子构型是一种稳定构型，其它原子倾向于共用电子而使它们的最外层转化为稀有气体的8电子稳定构型——八隅律。路易斯又把用“共用电子对”维系的化学作用力称为共价键。后人称这种观念为路易斯共价键理论。分子中除了用于形成共价键的键合电子外，还经常存在未用于形成共价键的非键合电子，又称孤对电子。后人把这种添加了孤对电子的结构式叫路易斯结构式。
二. 单键、双键和叁键——σ键和π键
σ键的特点是两个原子轨道沿键轴方向以“头碰头”的方式重叠，重叠部分沿着键轴呈圆柱形对称。这种方式重叠程度大，所以σ键的键能大，稳定性高。π键的特点是两个原子轨道以平行即“肩并肩”方式重叠，重叠部分对通过一个键轴的平面呈镜面反对称。它的重叠程度较小，所以稳定性较差。
三. 价层电子互斥模型(VSEPR)
分子的构型主要取决于中心原于价电子层中电子对(包括成键电子对和孤电子对)的互相排斥作用。而分子的构型总是采取电子对之间的斥力最小的那种。
①如果中心原子价层电子对全是成键电子对，则判断构型十分简单。
电子对数 构型 实例
2 直线型 BeCl2、HgCl2
3 平面三角形 BF3、BCl3
4 正四面体 CH4、NH4+、CCl4、SiCl4
5 三角双锥 PCl5、PF3Cl2、SbCl5
6 正八面体 SF6、MoF6
②如果中心原子价层电子对中含有孤电子对，则每个孤电子对占有相当一个单键电子对的位置(对等同的单键位置，可任意选取，对不等同的单键则要按电子对之间斥力最小的原则选取。如三角双锥形中，孤电子对只允许占据平面三角形中任意单键位置)。
③如果分子中有双键或叁键，则电子对互斥理论仍适用，把重键视作一个单键看待。如CO2分子为直线型O＝C＝O。
④价电子对之间的斥力大小，决定于电子对之间的夹角和电子对的成键情况。电子对之间的夹角越小，斥力越大。电子对之间斥力的大小顺序为孤电子对-孤电子对之间的斥力＞孤电子对-成键电子对之间的斥力＞成键电子对-成键电子对之间的斥力。
⑤中心原子价电子层电子对数的计数，即中心原子的价电子数加配体供给的电子数之和被2除。而氧族原子作为配体时可认为不提供共用电子(如PO43+ 的中心原子P，价电子5个，加上电荷数3个，共8个电子，即4对价电子对) ，但当氧族原子作为中心原子时，可认为它提供6个价电子(如SO3的中心原于S提供6个价电子，氧作为配体不提供电子，所以中心原子S的价电子对为3对)。如果讨论的物质是阳离子，如NH4+，中心原子N价电子2s22p3共5个加上四个配体各提供一个电子，减去一个电荷共8个电子，即4对价电子。
四. 杂化轨道理论
其要点是在形成分子时，由于原子的相互影响，能量相近的不同类型的原子轨道混合起来，重新组成一组能量等同的新的杂化轨道，杂化轨道的数目与组成杂化轨道的各原子轨道的数目相等；杂化轨道又分为等性和不等性杂化两种；杂化轨道成键时要求轨道最大重叠，键与键之间斥力最小。
等性杂化轨道类型 夹角 分子的空间构型 实例
sp杂化 1080 直线型 BtCl3
sp2杂化 1200 平面三角形 HgCl2
sp3杂化 109028/ 正四面体 CH4、SiH4、NH4+
sp3d2杂化 900及1800 正八面体 SF6
不等性杂化轨道类型（杂化轨道中有孤对电子存在）
不等性sp3杂化 104045/ 三角形H2O H2S
10705/三角棱锥 NH3 PH3
五. 共轭大π键和等电子体原理
（1）苯分子中的p-p大π键
苯的路易斯结构式中碳-碳键有单键和双键之分，这种结构满足了碳的四价，然而，事实上，在中学化学里就学过，苯分子所有碳-碳键的键长和键能并没有区别，这个矛盾可用苯环的碳原子形成p-p大π键的概念得以解决——苯分子中的碳原子取sp2杂化，三个杂化轨道分别用于形成三个σ键，故苯分子中有键角为1200的平面结构的σ骨架；苯分子的每个碳原子尚余一个未参与杂化的p轨道，垂直于分子平面而相互平行。显然，每个碳原子左右相邻的碳原子没有区别，认为某个碳原子未参与杂化与杂化的p轨道中的电子只与左邻碳原子的平行p轨道中的一个电子形成σ键而不与右邻的碳原子的平行p轨道形成π键或者相反显然是不合逻辑的，不如认为所有6个“肩并肩”的平行p轨道上共6个电子在一起形成了弥散在整个苯环p-p大π键。
（2）丁二烯中的p-p大π键
丁二烯分子式为H2C=CH-CH=CH2。4个碳原子均与3个原子相邻，故均取sp2杂化，这些杂化轨道相互重叠，形成分子σ骨架，使所有原子处于同一平面。每个碳原子还有一个未参与杂化p轨道，垂直于分子平面，每个p轨道里有一个电子。故丁二烯分子里存在一个“4轨道4电子”的p-p大π键。通常用∏ a b为大π键的符号，其中a表示平行p轨道的数目，b表示在平行p轨道里的电子数。另外CO2分子、CO32-和O3分子中都含有大π键。
（3）等电子体原理
具有相同的通式——AXm，而且价电子总数相等的分子或离子具有相同的结构特征，这个原理称为“等电子体原理”。如：CO2、CNS-、NO2+、N3-具有相同的通式——AX2，价电子总数16，具有相同的结构——直线型分子，中心原子上没有孤对电子而取sp杂化轨道，形成直线形σ骨架，键角为1800，分子里有两套∏ 4 3 p-p大π键。同理SO2、O3、NO2-为等电子体，SO42-、PO43-为等电子体。
六. 共价分子的性质和分子间力
（1）键参数为表征价键性质的某些物理量，如键级、键能、键角、键长、键的极性等数据。
①键级＝（成键电子数-反键电子数）/2
②键能：对AB型双原子分子而言， 键能为离解能D。
对多原子分子而言，键能为多个键的平均离解能，如：NH3分子的N-H键能
③键长：即分子中两个原子核间的平衡距离。
④键角：即分子中键和键之间的夹角。
⑤键的极性：共价键分为非极性共价键和极性共价键两种，可用参与成键的两个原子的电负性差来衡量。电负性差大于1.7时，可以认为是离子键；电负性差介于1.7到0之间，可以认为是极性共价键；电负性差等于零，为非极性共价键。
(2)分子间作用力及氢键
1．分子可分为极性分子和非极性分子。极性分子：分子中正、负电荷重心不相重合；非极性分子：分子中正、负电荷重心相重合。
分子的极性大小用偶极矩µ衡量，µ＝o。为非极性分子，µ越大，分子的极性越强。
µ＝q.L
q是偶极一端上的电荷, L是分子的偶极距离。
2．分子间的作用力即范德华力，它比化学键键能小一、二个数量级。它包括：①取向力：永久偶极间的相互作用力。②诱导力：诱导偶极同永久偶极间的作用力。③色散力：由于瞬间偶极而产生的相互作用力。
3．氢键
氢键通常可表示为X—H……Y，X、Y代表F、O、N等电负性大而原子半径小的原子。X与Y可以是相同元素，也可以是不同元素。
氢键有方向性与饱和性,键能与分子间力相近,可分为两类：
①分子间氢键：如H2O分子之间的氢键
②分子内氢键：如 邻硝基苯酚分子内的氢键：
第三章 晶体结构
赛点归纳：晶体结构是化学竞赛试题的重要组成部分，因为晶体结构可以考查参赛者的空间感知能力，很能考查参赛者的数学功底。因此，仔细分析近年来的化学竞赛试题，晶体结构试题有以下几种形式：
1. 单纯考查某晶体的立体结构（主要考查立方晶胞）。建立微观和宏观的桥梁是阿伏加德罗常数。
2. 考查原子簇化合物。参赛者要弄清“化学环境”的含义。凸多面体经常用到欧拉公式。
3. 考查晶体缺陷的有关知识。组成该晶体的粒子具有非整比数。要搞清楚离子填充四面体、八面体或立方体空穴等知识。
4. 简单的晶体结构，但解答时需要建立数学模型，方能快速作答。如根据数学知识对化学问题进行数学归纳，得出通式，再根据其通式解决化学问题。
趋势预测：近年来化学竞赛试题在考查晶体结构时呈现出多元化趋势，从考查简单的晶体结构，到考查需要建立数学模型的结构试题，其间出现了“分之设计、分子积木”等试题形式。因此，笔者以为：今后的晶体结构试题其知识深浅度将呈下降趋势，但对参赛者的能力要求将会越来越高。即考查一些在特殊情况下，打破旧的知识，建立新知识等方面的一些试题。
一. 晶体和晶胞
（1）晶体的本质特征是他的“自范性”，即：晶体能够自发地呈现封闭的规则凸多面体的外形。它有单晶和双晶之分，有的饿晶态物质看不到规则外形，是多晶。在自然条件下形成的单晶的形状丰富多样，然而借助几何知识，却可以找到相同的晶面，而且，确定的晶面之间的二面角——“晶面夹角”是不变的。着叫做晶面夹角不变定律。
在晶体的微观空间中，原子呈现周期性的整齐排列。对于理想的完美晶体，这种周期性是单调的，不变的，这是晶体的普遍特征，叫做平移对称性。
（2）晶胞的基本特征及晶胞中原子的坐标与计数
晶胞具有平移性，晶胞具有相同的顶角、相同的平行面和相同的平行棱。不具有平移性就不是晶胞。平行六面体的几何特征可用边长关系和夹角关系确定。布拉维晶胞的边长与夹角叫做晶胞参数。通常用向量xa+yb+zc中的x,y,z组成的三数组来表达晶胞中原子的位置，称为原子坐标。原子坐标绝对值的取值区间为1＞∣x(y,z) ∣≥0 。若取值为1，相当于平移到另一个晶胞，与取值为零毫无差别。
（3）素晶胞与复晶胞——体心晶胞、面心晶胞和底心晶胞和14种布拉维点阵型式
晶胞是描述晶体微观结构的基本单元，但不一定是最小单元。素晶胞是晶体微观空间中的最小基本单元，不可能再小。素晶胞中的原子集合相当于晶体微观空间中的原子作周期性平移的最小集合，叫做结构单元。复晶胞是素晶胞的多倍体；分体心晶胞（2倍体），面心晶胞（4倍体）及底心晶胞（2倍体）三种。
（4）布拉维系7系和晶胞的素、复结合，总共只有14种晶胞，在晶体学中称为布拉维点阵型式
二. 晶体的类型
1．金属晶体
晶体中晶格结点上的质点是金属原子或金属离子，结合力是金属键(自由电子)，它的特点是具有较大的比重，有金属光泽，能导电、导热，有良好的延展性等。金属晶体中原子之间的化学作用力叫做金属键。金属键是一种遍布整个晶体的离域化学键。金属键理论有改性共价键理论及能带理论。
2．离子晶体
离子化台物的晶体属离子晶体，如NaCl、CsCl等。在离子晶体中，晶格结点上的质点是正、负离子，质点间的作用力是静电引力。晶体的特点是有较高的熔、沸点和硬度，但较脆，延展性差，在熔融状态或在水溶液中能导电。当电负性小的活泼金属原子与电负性大的活泼非金属原子相遇时，由于原子间发生电子转移形成正、负离子，并通过静电作用而形成的化学键叫做离子键。
(1)离子键的本质是静电作用力，没有方向性和饱和性。
(2)离子的特征，即离子的电荷、离子的半径和离子的电子层构型。
(3)离子的电子层构型有以下几种：
2电子构型： 如Li+、Be2+等。
8电子构型： 如N a+、Ca2+及一些简单阴离子Cl-、O2+等。
18电子构型：如Zn 2+、Hg2+、Cu+、Ag+等。
18+2电子构型：即次外层18+最外层2，如P2+，Sn2+ 等。
9~17不规则构型：如Fe2+，Cr3+，Mn2+等。
(4)离子键的强度，通常用晶格能U的大小来衡量。
U可根据热力学有关数据，利用波恩-哈伯循环进行计算，
3．分子晶体与原子晶体
如CO2，HCl，I2等，在分子晶体中，晶格结点上的质点是分子(包括极性或非极性的)，质点间的作用力是范德华引力。分子内原子间是共价键。因此晶体的熔、沸点较低，硬度较小，固体不导电，熔化时一般也不导电。只有极性很强的分子晶体(如HCl)溶解在水中，由于电离而导电。如金刚石(C)、Si、B、SiO2、SiC、BN等，在晶体的晶格结点上的质点是原子，原子间是通过共价键相联结。因此它的熔、沸点高，硬度大，不导电，不导热，但Si、SiC具有半导体性质。
4．混合晶体
如石墨、石棉、云母等晶体，在它们的晶体中具有多种作用力。
以石墨为例，层内质点问(即C原子之间)以共价键相结合，同时还具有可自由流动的：电子 (相当于金属键)，层间靠范德华引力相联结。因此它具有光泽，能导电、导热，容易滑动。
三. 原子坐标。晶胞中原子数目或分子数的计算及与化学式的关系
通常用向量xa+yb+zc中的x, y, z组成的三数组来表达晶胞中原子的位置，称为原子坐标。例如，位于晶胞原点（顶角）的原子的坐标为0，0，0；位于晶胞体心的原子的坐标为1/2，1/2，1/2；位于ab面
心的原子坐标为1/2，1/2，0；位于ac面心的原子坐标为1/2，0，1/2；等等。原子坐标绝对值的取值区间为1>|x(y,z)|≥0。若取值为1，相当于平移到另一个晶胞，与取值为0毫无差别。例如，，位于晶胞顶角的8个原子的坐标都是0，0，0。不要忘记：只要晶胞的一个顶角有原子，其他7个顶角也一定有相同的原子，否则这个平行六面体就失去了平移性，就不是晶胞了。同理，两个平行的ab面的面心原子的坐标都是1/2，1/2，0，而且有其一必有其二，否则也不再是晶胞了。反之，坐标不同的原子即使是同种院子，也不能视为等同院子，如坐标为0，1/2，1/2的原子不是等同的。
四. 原子堆积与晶胞的关系。
第四章 化学平衡
赛点归纳：近年来化学竞赛试题中多次考查溶剂化酸碱理论和化学平衡知识。主要考查的题型有：
1. 化学平衡常数的计算。包括热化学平衡常数的计算、酸碱平衡常数的计算、沉淀—溶解平衡常数的计算、配位平衡常数的计算等。
2. 非水溶剂化学。常见的非水溶剂有BrF3、N2O4、液氨、液态SO2等。
趋势预测：由于化学平衡常数的大小在某种程度上可以衡量反应的可行性，因此，化学平衡常数是定量说明反应可行性的依据，必然是化学竞赛考试的常考内容。非水溶剂是参赛者不太熟悉的物质，它除了能和很多物质发生反应外，还可以与物质的导电性、物质的电离等知识联系起来，因此很能考查学生灵活运用知识的能力。笔者以为，今后的化学竞赛试题仍然会出现上述竞赛试题。
一. 化学平衡
当可逆反应进行到V正=V逆时，或从化学热力学的角度当可逆反应进行到它的自由能变化⊿G＝0时，称为化学平衡状态。化学平衡状态是一个热力学概念，是指系统内发生的化学反应既没有向正向进行的自发性又没有向逆向进行的自发性时的一种状态。热力学假设所有化学反应都是可逆的，在化学反应达到平衡时反应物和生成物的浓度或者分压都不再改变了，反应“停滞”了，但这只是表观上的，本质上，无论正反应还是逆反应，都在进行着，因而化学平衡是一种“动态平衡”。例如：溶解平衡，即气体或固体溶于水（或其他溶剂），最后形成饱和溶液。
二. 平衡常数
1、 对于任一可逆反应在一定温度下达到平衡时，Aa+bB Dd+Ee
平衡常数可表示为：K=[D]d[E]e/[A]a[B]b
通常溶液中的可逆反应平衡常数用Kc表示，这时各物质的平衡浓度单位用mol/l，气相可逆反应用Kp
表示，平衡时各物质的浓度用分压代替。对气相可逆反应Kc与Kp之间的关系为：
⊿n为反应前后气体分子数之差，相当于反应式中的(d+e)-(a+b)。
2、平衡常数的物理意义
（1）平衡常数是某一反应的特性常数，它不随物质的初始浓度(或分压)而改变，仅取决于反应的本性。
（2）平衡常数的大小标志可逆反应进行的程度。
（3）平衡常数表达式表明一定温度下体系达成平衡的条件。
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