Giới thiệu Hóa Sinh Đại Cương và Hữu Cơ - Ấn bản lần thứ 10 của Morris Hein

Chuyên ngành

Hóa học

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

Sách giáo khoa

2012

1.1K
0
0

Phí lưu trữ

0 Point

Tóm tắt

I. Tổng quan về giáo trình Introduction to General Organic and Biochemistry

Giáo trình Introduction to General, Organic, and Biochemistry của Morris Hein và các cộng sự là tài liệu giảng dạy kinh điển. Ấn bản thứ 10 cung cấp nền tảng vững chắc về ba lĩnh vực hóa học liên quan mật thiết. Nội dung được xây dựng để giúp sinh viên y khoa, dược và khoa học đời sống hiểu các nguyên lý cơ bản. Giáo trình trình bày các khái niệm từ đơn giản đến phức tạp một cách logic. Nó kết hợp lý thuyết với các ứng dụng thực tiễn trong đời sống và y học. Cuốn sách này thường được sử dụng rộng rãi trong các chương trình đại cương về hóa học.

1.1. Cấu trúc và phạm vi nội dung của giáo trình

Giáo trình được chia thành nhiều chương, bao quát từ hóa học vô cơ cơ bản đến hóa học hữu cơ và hóa sinh. Các phần đầu tiên tập trung vào các nguyên tắc đo lường, nguyên tử và liên kết hóa học. Phần tiếp theo đi sâu vào các hợp chất hữu cơ như hydrocarbon, dẫn xuất halogen và các nhóm chức. Phần cuối cùng thảo luận về các phân tử sinh học thiết yếu. Cấu trúc này cho phép người học xây dựng kiến thức từng bước một cách có hệ thống.

1.2. Đối tượng và mục tiêu học tập chính

Đối tượng chính của giáo trình là sinh viên các ngành khoa học sức khỏe và khoa học sự sống. Mục tiêu là cung cấp kiến thức nền tảng để hiểu các quá trình hóa học trong cơ thể sống. Sinh viên sẽ học cách áp dụng các nguyên tắc hóa học để giải thích các hiện tượng sinh học. Cuốn sách nhấn mạnh mối liên hệ giữa cấu trúc phân tử và chức năng sinh học. Điều này rất quan trọng cho việc hiểu dược lý học, dinh dưỡng và sinh lý học.

II. Phân tích các chủ đề cốt lõi trong hóa học tổng quát

Phần hóa học tổng quát đặt nền móng cho toàn bộ giáo trình. Nội dung bắt đầu với hệ đo lường quốc tế (SI), một chuẩn mực toàn cầu cho khoa học. Các khái niệm về độ dài, khối lượng, nhiệt độ và thời gian được trình bày chi tiết. Ví dụ, mét được định nghĩa dựa trên tốc độ ánh sáng trong chân không. Phần này cũng giới thiệu về cấu trúc nguyên tử, bảng tuần hoàn và các loại liên kết hóa học. Kiến thức này là công cụ không thể thiếu để hiểu hành vi của vật chất và năng lượng. Nó cũng giải thích cách các phép đo chính xác là nền tảng cho mọi thí nghiệm khoa học.

2.1. Hệ đo lường quốc tế và các phép đo cơ bản

Hệ đo lường quốc tế (SI) sử dụng các đơn vị chuẩn như mét cho độ dài, kilogram cho khối lượng. Các tiền tố như kilo-, mega-, mili- được dùng để biểu thị bội số và ước số. Giáo trình giải thích cách chuyển đổi giữa các đơn vị một cách chính xác. Việc hiểu rõ hệ thống này là cần thiết để thực hiện các thí nghiệm hóa học và tính toán liều lượng trong y học. Nó đảm bảo tính nhất quán và khả năng lặp lại trong nghiên cứu khoa học.

2.2. Nguyên tử tuần hoàn và liên kết hóa học

Các nguyên tử là đơn vị cơ bản của vật chất, bao gồm proton, nơtron và electron. Bảng tuần hoàn sắp xếp các nguyên tố dựa trên số hiệu nguyên tử và cấu hình electron. Liên kết hóa học, như liên kết ion và cộng hóa trị, giải thích cách các nguyên tử kết hợp thành phân tử. Hiểu được những khái niệm này là chìa khóa để dự đoán tính chất của các hợp chất. Đây là nền tảng cho việc học hóa học hữu cơ và hóa sinh học ở các chương sau.

III. Phương pháp tiếp cận hóa học hữu cơ và hóa sinh

Giáo trình áp dụng phương pháp tiếp cận dựa trên cấu trúc và chức năng. Hóa học hữu cơ được giới thiệu thông qua các nhóm chức như rượu, anđehit, xeton và axit cacboxylic. Mỗi nhóm chức quyết định tính chất hóa học và phản ứng đặc trưng của hợp chất. Hóa sinh học sử dụng kiến thức này để giải thích các phân tử lớn trong cơ thể sống. Carbohydrate, lipid, protein và axit nucleic được phân tích cấu trúc chi tiết. Phương pháp này giúp sinh viên thấy mối liên hệ trực tiếp giữa cấu trúc phân tử và vai trò sinh học. Ví dụ, cấu trúc của DNA giải thích cách thông tin di truyền được lưu trữ và sao chép.

3.1. Các nhóm chức trong hợp chất hữu cơ

Nhóm chức là nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử quyết định tính chất của phân tử hữu cơ. Hydroxyl (-OH) tạo ra rượu, carbonyl (C=O) tạo ra anđehit và xeton. Carboxyl (-COOH) là đặc trưng của axit cacboxylic. Mỗi nhóm chức có những phản ứng hóa học riêng biệt. Việc nhận biết và hiểu các nhóm chức là kỹ năng cơ bản để dự đoán hành vi của hợp chất hữu cơ. Điều này rất hữu ích trong dược học để hiểu cơ chế tác dụng của thuốc.

3.2. Các phân tử sinh học thiết yếu

Các phân tử sinh học bao gồm carbohydrate, lipid, protein và axit nucleic. Carbohydrate cung cấp năng lượng và cấu trúc tế bào. Lipid dự trữ năng lượng và tạo màng tế bào. Protein thực hiện nhiều chức năng như xúc tác, vận chuyển và cấu trúc. Axit nucleic (DNA, RNA) lưu trữ và truyền đạt thông tin di truyền. Giáo trình trình bày cấu trúc, tính chất và vai trò của từng loại phân tử này. Kiến thức này là cốt lõi để hiểu quá trình sống và các bệnh lý.

IV. Kết luận và ứng dụng thực tiễn của giáo trình

Introduction to General, Organic, and Biochemistry không chỉ là sách giáo khoa lý thuyết. Nó nhấn mạnh các ứng dụng thực tế trong y học, dược học và khoa học đời sống. Các mục Chemistry in Action minh họa cách nguyên tắc hóa học giải quyết vấn đề thực tế. Ví dụ, hiểu về nucleic acid giúp nắm bắt cơ sở di truyền của bệnh tật. Kiến thức về trao đổi chất và sinh học năng lượng giải thích cách cơ thể chuyển hóa thức ăn thành năng lượng. Cuốn sách trang bị cho sinh viên nền tảng để theo đuổi các ngành khoa học nâng cao. Nó là cầu nối quan trọng giữa lý thuyết hóa học cơ bản và các ứng dụng lâm sàng.

4.1. Hóa học trong hành động và các ứng dụng lâm sàng

Các phần Chemistry in Action trong giáo trình kết nối lý thuyết với thực hành. Chúng thảo luận về chủ đề như dấu vân tay di truyền, chất phụ gia thực phẩm và tác động của dinh dưỡng đến sức khỏe. Những ví dụ này làm cho hóa học trở nên sống động và có liên quan trực tiếp. Sinh viên y khoa sẽ thấy kiến thức này áp dụng như thế nào trong chẩn đoán bệnh và phát triển thuốc. Đây là điểm mạnh giúp giáo trình được ưa chuộng trong đào tạo khoa học sức khỏe.

4.2. Nền tảng cho các ngành khoa học nâng cao

Giáo trình cung cấp nền tảng vững chắc để học các môn chuyên sâu hơn. Sinh học phân tử, dược lý học, hóa dược và sinh hóa lâm sàng đều xây dựng trên những nguyên tắc này. Việc nắm vững hóa học tổng quát, hữu cơ và hóa sinh là điều kiện tiên quyết. Cuốn sách giúp người học phát triển tư duy phân tích và kỹ năng giải quyết vấn đề. Những kỹ năng này có giá trị trong nghiên cứu khoa học, y học thực hành và nhiều lĩnh vực khác.

21/04/2026

Trích đoạn nội dung tài liệu

net LIBROS UNIVERISTARIOS Y SOLUCIONARIOS DE MUCHOS DE ESTOS LIBROS LOS SOLUCIONARIOS CONTIENEN TODOS LOS EJERCICIOS DEL LIBRO RESUELTOS Y EXPLICADOS DE FORMA CLARA VISITANOS PARA DESARGALOS GRATIS. hein_FM_i-xxvi_hr1.qxd 11/15/10 3:27 PM Page i INTRODUCTION TO GENERAL, ORGANIC, AND BIOCHEMISTRY Tenth Edition This page intentionally left blank hein_FM_i-xxvi_hr1.qxd 11/16/10 3:43 PM Page iii INTRODUCTION TO GENERAL, ORGANIC, AND BIOCHEMISTRY Tenth Edition Morris Hein Mount San Antonio College Scott Pattison Ball State University Susan Arena University of Illinois, Urbana-Champaign John Wiley & Sons, Inc. hein_FM_i-xxvi_hr1.qxd 11/15/10 3:27 PM Page iv Vice President & Executive Publisher Kaye Pace Associate Publisher Petra Recter Acquisitions Editor Nicholas Ferrari Editorial Project Coordinator Catherine Donovan Associate Editor Alyson Rentrop Marketing Manager Kristine Ruff Production Manager Dorothy Sinclair Production Editor Sandra Dumas Cover Designer Wendy Lai Executive Media Editor Thomas Kulesa Media Editor Marc Wezdecki Photo Department Manager Hilary Newman Photo Editor Ellinor Wagner Senior Illustration Editor Anna Melhorn Production Management Services Ingrao Associates This book was typeset in 10/12 Minister Light at Prepare and printed and bound by R. The cover was printed by R. Founded in 1807, John Wiley & Sons, Inc. has been a valued source of knowledge and understanding for more than 200 years, helping people around the world meet their needs and fulfill their aspirations. Our company is built on a foundation of principles that include responsibility to the communities we serve and where we live and work. In 2008, we launched a Corporate Citizenship Initiative, a global effort to address the environmental, social, economic, and ethical challenges we face in our business. Among the issues we are addressing are carbon impact, paper specifications and procurement, ethical conduct within our business and among our vendors, and community and charitable support. For more information, please visit our website: www.com/go/citizenship. The paper in this book was manufactured by a mill whose forest management programs include sustained yield -harvesting of its timberlands. Sustained yield harvesting principles ensure that the number of trees cut each year does not exceed the amount of new growth. This book is printed on acid-free paper. q Copyright © 2012, 2009, 2005, 2001 by John Wiley & Sons, Inc. All rights reserved. No part of this publication may be reproduced, stored in a retrieval system or transmitted in any form or by any means, electronic, mechanical, photocopying recording, scanning or otherwise, except as permitted under Sections 107 or 108 of the 1976 United States Copyright Act, without either the prior written permission of the Publisher or authorization through payment of the appropriate per-copy fee to the Copyright Clearance Center, 222 Rosewood Drive, Danvers, MA 01923, (978) 750-8400, fax (978) 646-8600. Requests to the Publisher for permission should be addressed to the Permissions Department, John Wiley & Sons, Inc., 111 River Street, Hoboken, NJ 07030-5774, (201) 748-6011, fax (201) 748-6008. Evaluation copies are provided to qualified academics and professionals for review purposes only, for use in their courses during the next academic year. These copies are licensed and may not be sold or transferred to a third party. Upon completion of the review period, please return the evaluation copy to Wiley. Return instructions and a free of charge return shipping label are available at www.com/go/returnlabel. Outside of the United States, please contact your local representative. ISBN 13 978-0470-59880-1 ISBN 13 978-0470-91774-9 Printed in the United States of America. 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 hein_FM_i-xxvi_hr1.qxd 11/15/10 3:27 PM Page v We dedicate this edition to The International Year of Chemistry 2011. This page intentionally left blank hein_FM_i-xxvi_hr1.qxd 11/15/10 3:27 PM Page vii ABOUT THE AUTHORS Morris Hein is professor emeritus of chemistry at Mt. San Antonio College, where he regularly taught the preparatory chemistry course and organic chemistry. He is the original author of Foundations of College Chemistry and his name has become synony- mous with clarity, meticulous accuracy, and a step-by-step approach that students can follow. Over the years, more than three million students have learned chemistry using a text by Morris Hein. In addition to Introduction to General, Organic and Biochemistry, 10E, he is co-author of Foundations of College Chemistry, 13E. He is also the co-author of Foundations of Chemistry in the Laboratory, 13E and Introduction to General, Organ- ic and Biochemistry in the Laboratory, 10E. Pattison lives in Muncie, Indiana, where he is a professor of chemistry at Ball State University. He maintains active, current research involving zinc metabolism that provides laboratory experience for both undergraduate and graduate students. A dedicated teacher at the university level for twenty-seven years, his primary area of in- struction is biochemistry; however, he greatly enjoys teaching medical/nursing chem- istry and general chemistry. Scott became a co-author with Morris Hein on the third edition of Introduction to General, Organic, and Biochemistry, and he brings his knowl- edge of students, subject matter, and current research to the text. In addition to his professional career, he volunteers in local schools from preschool through high school, providing extra science experiences for tomorrow’s university students. Susan Arena has taught chemistry to students at many levels including middle school, high school, community college and most recently at University of Illinois, Urbana-Champaign. She especially focuses on using active learning techniques to im- prove the understanding of concepts in chemistry. Susan currently authors chem- istry texts and electronic media, and presents workshops for teachers in using active learning and electronic media to teach chemistry. She collaborated with Morris Hein on the seventh edition of Foundations of College Chemistry and became a co-author on the eighth and subsequent editions. We remember Leo R. Best, our colleague, who was an original co-author of this book with Morris Hein. vii This page intentionally left blank hein_FM_i-xxvi_hr1.qxd 11/15/10 3:27 PM Page ix P R E FA C E It is our purpose to teach students the basic fundamentals of chemistry, so that they understand and use this knowledge in their future science courses and in their every- day lives. Chemistry is everywhere. What pleasure it will give you when you read a sci- ence-related article on the internet or in the newspaper and you say to yourself: I understand what they are talking about. It is for you, the student, that we have writ- ten this book. It is our primary goal that you learn the subject matter presented so we can feel proud that we have helped further your career. The central focus of this tenth edition of Introduction to General, Organic, and Biochemistry is to present chemistry in a clear, engaging manner to stimulate stu- dents to see the relationship of chemistry to their chosen careers. Development of Problem-Solving Skills We all want our students to develop real skills in solving problems. We believe that a key to the success of this text is the fact that our problem-solving approach works for students. It is a step-by-step process that teaches the use of units and shows the change from one unit to the next. We have added a new section (4.5) in order to em- phasize the general process to solve problems. We have then used this problem- solving approach in our examples throughout the text to encourage students to think their way through each problem. In this edition we continue to use examples to in- corporate fundamental mathematical skills, scientific notation, and significant figures. We have added Problem-Solving Strategy boxes in the text to highlight the steps need- ed to solve chemistry problems. Painstaking care has been taken to show each step in the problem-solving process and to use these steps in solving example problems. These alternative methods give students flexibility in choosing the one that works best for them. We continue to use four significant figures for atomic and molar masses for consistency and for rounding off answers. We are meticulous in providing answers, cor- rectly rounded, for students who have difficulty with mathematics. p g g Problem-Solving Strategy for Stoichiometry Problems Use a balanced equation. Determine the number of moles of starting substance. The formula for sodium oxide is Na2O. Predict the formula for Identify the starting substance from the data given in the problem statement. (a) sodium sulfide Convert the quantity of the starting substance to moles, if it is not already done: (b) rubidium oxide 1 mole moles = (grams) a b molar mass Practice 11. Determine the mole ratio of the desired substance to the starting substance. The formula for barium phosphide is Ba3P2 . Predict the formula for The number of moles of each substance in the balanced equation is indicated by (a) magnesium nitride the coefficient in front of each substance. Use these coefficients to set up the (b) barium arsenide mole ratio: moles of desired substance in the equation Problem-Solving Strategy Practice Problems Fostering Student Skills Attitude plays a critical role in problem solving. We encourage students to learn that a systematic method approach to solving problems is better than simple memorization. Once we have laid the foundations of concepts, we highlight the steps so students can locate them easily. Important rules and equations are highlighted for emphasis and ready reference. Student Practice Practice problems follow the examples in the text, with answers provided at the end of the chapter, and in this edition a number of new practice prob- lems have been added throughout the text. The end of each chapter begins with Review ix hein_FM_i-xxvi_hr1.qxd 11/15/10 3:27 PM Page x x PREFACE Questions, which help students review key terms and concepts, as well as material pre- sented in tables and figures. This is followed by Paired Exercises, covering concepts and numerical exercises, where two similar exercises are presented side by side. Additional Exercises, includes further practice problems presented in a more random order. Finally, Challenge Exercises present problems designed to take the student be- yond the basic chapter material. This new edition includes many new exercises and problems. Answers for selected exercises appear in Appendix VI and answers for Putting It Together review exercises appear in Appendix VII. Emphasis on Real-World Aspects The fundamentals of basic chemistry are covered in Chapters 1 through 18. The less theoretical aspects of chemistry are presented early in the book, leaving more abstract material for later. New material is presented at a level appropriate for beginning stu- dents by emphasizing the language of chemistry, equation writing and balancing, and calculations involving chemical reactions. The Periodic Table is first introduced in Chapter 3 along with elements, compounds, and chemical formulas. Then in Chapter 5, students encounter the history and language of basic atomic theory. This subject is further discussed in detail in Chapters 10 and 11 with discussion of modern atomic the- ory and the Periodic Table. Instructors who want to teach atomic theory and chemical bonding early in the course can cover Chapters 10 and 11 immediately after Chapter 5. Other aspects of General Chemistry such as gasses, liquids, acids, bases and salts, chemical equilibrium, oxidation-reduction and nuclear chemistry can be explored at the discretion of the Instructor and the time constraint of the semester. Organic Chemistry and Biochemistry are studied in Chapters 19 to 26 and Chap- ters 27 to 35 respectively. We have reviewed and carefully selected organic reactions to illustrate the reactions of important functional groups. Three organic reactions— substitution, addition, and elimination—are introduced, and where possible, subse- quent chapters present reactions within this framework. IUPAC nomenclature is emphasized in this edition, but we have considered how organics are named in everyday usage. Thus we also use common names if they con- tinue to be widely used. A full chapter (26) on Stereoisomerism unfolds the impor- tance of chemical structure of organic and biochemical substances. Practical applications are pointed out in subsequent chapters. Finally, we examine the principles of biochemistry and again strive to illustrate cur- rent, relevant applications such as DNA, gene therapy, nucleic acids and heredity, and use of industrial enzymes. Because biochemistry is increasingly a visual science, many new molecular models have been incorporated to help students better com- prehend biochemical functions.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ