今天2011年2月26日，距离2011年高考仅有101天。从明天开始我有很多事情要忙了，因为从明天开始，我要担任初三创新教育实验班（由全市总成绩前60名的学生组成）的化学教学工作，还要担任高三（0）班（这个班由高三年级理科前12名的学生组成）的化学教学工作。 我目前担任了一个竞赛实验班的化学教学工作、一个重点班的化学教学工作和一个重点班的班主任工作，还要参与编写一本书（2011年6月1日交稿）。现在新增了两个班的教学工作，负担增重了，备课要多备两种不同的课，这对我来说既是挑战也是机遇。 对我来说，可以使我得到更好的锻炼，使我的工作能力得到更快更好的提高。 我相信，通过我的努力，绝不会辜负学校与家长的信任与期望。 在接下来的100天，我要 闭博修炼，努力工作 ！偶尔上传一些化学学习资料供学生使用！ Nothing is impossible to a willing heart.
看到科学网上很多人都在议论熵，有些感触。由于工作忙，写文章也慢，这里仅仅零碎地写一点，希望与大家一起学习。有些内容可能在以后不忙的时候加补上去， 熵确实是个不容易理解的物理量，很多老师也未必能讲清楚，大多是限制于课本的灌输。我毕业的化学系虽然也不错，可惜老师讲的也不咋的，只记得他说过一句话熵是个怪物。到底怪在哪里却没有印象。我觉得一方面是因为它比较抽象，另一方面它几乎没有直接对应的测量，尽管间接的量热可以推测出一些过程的熵变。 其实，复杂的抽象的熵到了分子体系中就应该变得相对明朗了，利用具体的实例便可能把复杂的概念讲清楚。无论是气体的混合，水油的不相溶，药物分子的设计，蛋白的折叠，等等，里头都需要利用到熵的概念，计算熵的贡献。可惜，印象中教材里面几乎仅仅涉及非常原始的实验：气体膨胀做功吸热放热，科学网上谈得教多的也是那些内容，还有的便是天马行空之类的穷论，与科学研究的方向有点远。 王宝山老师是做理论化学的，也教过大学热力学。对于熵，他的文章里有些有趣的描述。 http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=292229 不过，个人觉得有些内容需要推敲一下，尤其是因为那是王老师作为教学心得写的文章。 自由能 = 热能 - 温度 * 熵 是王老师文章中的一个公 式。我觉得 应该是 自由能 = 能量 - 温度 * 熵 ，（G=H-TS, H=E+PV, H是焓，E 是分子的内能，对于凝聚态来说，E和H常常混用，因为PV基本上是个常数；这是标准的教材内容了。）尤其是对他提及的化学反应，很多能量不仅是以热量的形式，还有化学键能的形式存在。对于光合作用来说，还有光能这个最重要的能源。 熵 = 能量 / 温度。因此，熵与能量是密不可分的 这个表述是很有问题的。熵的本质不在于能量，而在于几率。从上面的公式中就可以简单地看出，熵与能量是基本独立的，它们是构成自由能的两个部分。差别就在于熵带有一个温度因子。也就是说，对于恒温过程来说，自由能的变化与熵变的关系是线性的。（dG=dH-TdS, 对于凝聚态一般是 dG=dE-TdS） 离开统计力学，对熵的描述将是苍白的。构型熵讲的是与分子结构有关的部分，也基本是熵的核心内容。有一个简单的例子便是分子的转动熵，比如，在相同条件下，等量的正戊烷（n-pentane）比新戊烷（2,2-dimethyl propane）转动熵大。在转动能量函数中，正戊烷有多个等价的最小点，也就是说它的转动自由度大，而后者就只有一个最小点。（上面提及的其它几个例子以后有机会在写点。）马里兰大学的MICHAEL GILSON 的网页提供了更多资料，甚至有免费的软件和使用说明，可以用分子力学来计算构型熵。对熵充满热情的人，不妨一试。 http://gilsonlab.umbi.umd.edu/accent_man-v12.PDF 下面是美国化学教育杂志上的一篇文章，讲的也是构型熵。 http://entropysite.oxy.edu/ConFigEntPublicat.pdf 其实，维基百科里头有很丰富的内容。 http://en.wikipedia.org/wiki/Entropy http://en.wikipedia.org/wiki/Partition_function_(statistical_mechanics ) 顺便提及一篇来自《自然药物发现评论》里面的新文章，讲的是药物设计中熵焓对 药物分子活性 （对应于它与蛋白的结合自由能）的不同贡献（ 熵焓互补 是文献中经常提及的名词）。作者试图根据几类药物的演变和它们与靶体结合的热力学性质（熵的贡献多还是焓的贡献多）认为热力学数据可能对药物的优化起一些指导。感兴趣的可以参考原文，不过里面的结论不一定是普适的（有几个图示好象也不一定是按比例画的）。三位作者从事的领域包括分子生物学，结构生物学，计算化学，药物设计，等。他们的工作受到广泛的关注。 http://www.nature.com/nrd/journal/v9/n1/abs/nrd3054.html Nature Reviews Drug Discovery 9 , 23-27 (January 2010) | :10.1038/nrd3054 :10.1038/nrd3054 Innovation : Adding calorimetric data to decision making in lead discovery: a hot tip John E. Ladbury 1 , Gerhard Klebe 2 Ernesto Freire 3 Recognition of the limitations of high-throughput screening approaches in the discovery of candidate drugs has reawakened interest in structure-based and other rational design methods. Here, we describe how isothermal titration calorimetry can be used to obtain thermodynamic data on the binding of compounds to protein targets. We propose that these data particularly the change in enthalpy could provide a valuable, complementary addition to established tools for selecting compounds in lead discovery and for aiding lead optimization. 下面是一个生物量热仪器公司提供的相关资料， 有一定参考价值。【它同时出现在《自然药物发现评论》上面那篇文章的左边，显然是做广告。】 http://www.microcal.com/documents/ITC-and-Drug-Design.pdf
标签: 化学教学
