硕士
  1. 物理化学  1.1. 热力学  1.1.1. 热力学定律  1.1.2. 焓和热容量  1.1.3. 熵和自由能  1.1.4. 相平衡  1.1.5. 统计热力学  1.1.6. 热力学循环  1.1.7. 逸度与活度  1.2. 量子化学  1.2.1. 量子力学原理  1.2.2. 薛定谔方程  1.2.3. 盒子中的粒子  1.2.4. 算符与特征值  1.2.5. 原子轨道  1.2.6. 分子轨道理论  1.2.7. 微扰理论  1.2.8. 价键理论  1.2.9. 杂化与化学键  1.3. 化学动力学  1.3.1. 速率定律和反应机制  1.3.2. 碰撞理论  1.3.3. 过渡态理论  1.3.4. 酶动力学  1.3.5. 连锁反应与聚合反应  1.3.6. 光化学反应  1.4. 统计力学  1.4.1. 分配函数  1.4.2. Molecular distribution functions  1.4.3. 玻尔兹曼分布  1.4.4. 玻色-爱因斯坦与费米-狄拉克统计  1.5. Spectroscopy  1.5.1. 转动光谱学  1.5.2. 振动光谱学  1.5.3. 电子光谱学  1.5.4. 核磁共振波谱法  1.5.5. 质谱法  1.5.6. 拉曼光谱  1.5.7. 电子顺磁共振光谱  1.6. 表面和胶体化学  1.6.1. 吸附等温线  1.6.2. 表面张力和润湿  1.6.3. 胶体稳定性  1.6.4. 催化  1.6.5. 乳液和胶束  1.7. 电化学  1.7.1. Nernst方程  1.7.2. 电化学电池  1.7.3. 导电性和迁移率  1.7.4. 战争  1.7.5. 燃料电池  1.7.6. 电解
  2. 有机化学  2.1. 反应机制  2.1.1. 亲核取代反应  2.1.2. 亲电加成反应  2.1.3. 消除反应  2.1.4. 重排反应  2.1.5. 自由基反应  2.1.6. 周环反应  2.2. 光谱学和结构测定  2.2.1. 紫外-可见分光光度法  2.2.2. 红外光谱  2.2.3. NMR 光谱学  2.2.4. 质谱分析  2.2.5. X射线晶体学  2.3. 立体化学  2.3.1. 手性和光学活性  2.3.2. 结构分析  2.3.3. 几何异构  2.3.4. 动态立体化学  2.4. 金属有机化学  2.4.1. 有机锂和有机镁试剂  2.4.2. 钯催化的交叉偶联反应  2.4.3. 过渡金属配合物  2.4.4. 金属-碳键  2.5. 聚合物化学  2.5.1. 聚合机制  2.5.2. 聚合物特性  2.5.3. 可生物降解聚合物  2.5.4. 导电聚合物  2.5.5. 超分子聚合物  2.6. 药物化学  2.6.1. 药物设计与开发  2.6.2. 药代动力学与药效学  2.6.3. 结构-活性关系  2.6.4. 分子对接和药物筛选
  3. 无机化学  3.1. 配位化学  3.1.1. 晶体场理论  3.1.2. 配体场理论  3.1.3. 光谱化学系列  3.1.4. 螯合与稳定性  3.2. 有机金属化学  3.2.1. 金属羰基化合物  3.2.2. 有机金属络合物催化  3.2.3. 金属络合物  3.3. 生物无机化学  3.3.1. 金属蛋白和酶  3.3.2. 金属在生物系统中的作用  3.3.3. 金属离子的运输和储存  3.4. 固态化学  3.4.1. 晶体结构  3.4.2. 固体的能带理论  3.4.3. 超导体  3.4.4. 晶体中的缺陷  3.5. 镧系元素和锕系元素  3.5.1. 镧系和锕系的电子配置  3.5.2. 镧系元素的配位化学  3.5.3. 镧系元素的磁性
  4. 分析化学  4.1. 色谱法  4.1.1. 气相色谱法  4.1.2. 高效液相色谱法  4.1.3. 薄层色谱  4.2. Spectroscopic Techniques  4.2.1. 原子吸收光谱法  4.2.2. X射线衍射  4.2.3. 感应耦合等离子体光谱仪  4.3. 电分析方法  4.3.1. 电位测量法  4.3.2. 伏安法  4.3.3. 库仑分析法  4.4. 质谱分析  4.4.1. 电离技术  4.4.2. 碎片模式  4.5. 化学计量学  4.5.1. 多学科分析  4.5.2. 化学中的机器学习
  5. 理论与计算化学  5.1. 分子动力学模拟  5.1.1. 力场和能量最小化  5.1.2. 分子动力学模拟中的蒙特卡罗模拟  5.2. 量子化学方法  5.2.1. 哈特里–福克理论  5.2.2. 密度泛函理论  5.2.3. 半经验方法  5.3. 计算药物设计  5.3.1. 分子对接  5.3.2. QSAR建模  5.3.3. 虚拟筛选
  6. 生物化学  6.1. 酶动力学  6.1.1. 米氏动力学  6.1.2. 抑制机制  6.2. 代谢与生物能量学  6.2.1. 糖酵解  6.2.2. 柠檬酸循环  6.2.3. 电子传递链  6.3. 分子生物学  6.3.1. DNA复制与修复  6.3.2. 蛋白质合成  6.3.3. 基因调控  6.4. 结构生物化学  6.4.1. 蛋白质折叠  6.4.2. 膜生物物理学
  7. 环境化学  7.1. 大气化学  7.1.1. 温室气体  7.1.2. 臭氧层损耗  7.1.3. 空气污染物与烟雾  7.2. 水化学  7.2.1. pH和水硬度  7.2.2. 废水处理  7.2.3. 水化学  7.3. 土壤化学  7.3.1. 重金属污染  7.3.2. 土壤pH和缓冲能力  7.3.3. 营养循环  7.4. 毒理学与化学安全  7.4.1. 毒理动力学  7.4.2. 环境化学中的毒理学和化学安全风险评估  7.4.3. 污染物对环境的影响

硕士 → 无机化学 ↓


生物无机化学


生物无机化学是一个跨学科领域，研究金属在生物系统中的作用。它是生物学和无机化学的交叉领域，分析无机化合物对生物体的影响以及金属在生化过程中的作用。金属和类金属的显著参与范围从生物分子中的结构元素到参与酶活性和调节功能。

基础知识：生物系统中的金属离子

生物系统通常利用金属离子的独特特性。这些金属通常是过渡金属，参与键合、催化和电子角色，对生命至关重要。例如，铁、铜、锌、锰和钼在许多生物过程中起重要作用。

Fe, Cu, Zn, Mn, Mo

在人类和其他生物中，这些金属离子通常与蛋白质结合形成金属蛋白，然后参与各种生理过程。

金属蛋白的例子

  • 血红蛋白：它含有铁，负责在血液中运输氧气。
  • 细胞色素：这些也含有铁并在电子转移中发挥作用。
  • 碳酸酐酶：它含有锌，作为催化剂将二氧化碳转化为碳酸氢盐和质子。

金属蛋白的可视化

考虑一种包含铁原子的血红蛋白分子的简化表示：

Fe

金属在酶功能中的作用

酶是加速体内化学反应的生物催化剂。许多酶需要金属离子的存在才能正常工作。这些金属离子可以稳定负电荷或直接参与化学反应。一个例子是氮酶，它帮助将大气中的氮 N 2 转化为氨 NH 3，这一过程对植物营养至关重要。

N 2 + 8H + + 8e - + 16ATP → 2NH 3 + H 2 + 16ADP + 16Pi

视觉示例：活性位点示意图

想象一个金属离子是酶活性位点的一部分：

Metal

氧气运输和储存

金属离子在氧气运输中的作用至关重要。血红蛋白的铁原子与氧气结合，使红细胞能够将氧气输送到全身。另一种含铁蛋白肌红蛋白在肌肉中储存氧气，确保在剧烈运动时有充足的供给。

电子转移过程

电子转移是生物无机化学的另一个重要领域。诸如细胞色素之类的电子转移蛋白含有在还原和氧化状态之间振荡的铁。这些过程对于细胞呼吸和光合作用至关重要，是生物体能量生产所必需的。

Fe 2+ ⇌ Fe 3+ + e -

电子转移的插图

这里是金属离子之间电子转移的示意图：

Fe 2+ Fe 3+

环境和医学生物无机化学

除了自然过程，生物无机化学也延伸到环境和医学领域。例如，环境生物无机化学研究重金属毒性（如铅或汞）。在医学领域，金属络合物作为药物或诊断剂的作用是一个新兴领域。铂基药物顺铂广泛用于癌症治疗。

结论

总的来说，生物无机化学在理解金属在生物学中的重要作用时至关重要。无论是在酶活性中、氧气运输中还是电子转移中，金属离子都是必不可少的。随着研究的进展，我们继续揭示无机化合物与生物系统之间令人兴奋的相互作用，这对医学和环境科学的进步充满希望。


硕士 → 3.3


U
username
0%
完成于 硕士

← 上一个 (3.2.3)
金属络合物
下一个 (3.3.1) →
金属蛋白和酶

评论 



生物无机化学

https://www.chemistryelite.com/g/3.3?ceal=zh