Innføring i kjemi og fysikk
For studenter i sykepleie og helsefag
© Gyldendal Norsk Forlag AS 2023
1. utgave, 1. opplag 2023
ISBN 978-82-05-56447-3
Omslagsdesign: Gyldendal Akademisk Sats: have a book
Brødtekst: Minion Pro 11/15 pkt Papir: 115 g Lets go silk
Trykk: Andvord Grafisk AS
Illustrasjoner: Babak Asadi-Azarbaijani
Deborah Maizels: 1.4, 1.16, 1.20, 1.21, 2.1, 2.3, 2.10, 2.13, 3.5, 3.8, 3.9, 3.10, 3.11, 3.12, 3.21
Kari C. Toverud: 2.4, 2.5, 2.12, 3.14, 3.20
Jeanette Engquist: 1.17, 3.1, 3.2, 3.3, 3.22, 3.23
John Arne Eidsmo: 2.8, 2.9, 2.11
Bjørn Norheim: 1.10
Foto:
Oslo Universitetssykehus HF. Endokrinologisk avdeling: 1.4
Helle Sandvik: 2.2
Jarl Å. Jakobsen, Oslo universitetssykehus, Rikshospitalet: 3.18a
Einar Stranden, Oslo universitetssykehus, Aker: 3.18b
Boken er utgitt med støtte fra Kunnskapsdepartementet.
Alle henvendelser om boken kan rettes til Gyldendal Akademisk
Postboks 6730 St. Olavs plass 0130 Oslo
www.gyldendal.no/akademisk akademisk@gyldendal.no
Det må ikke kopieres fra denne boken i strid med åndsverkloven eller avtaler om kopiering inngått med KOPINOR, interesseorgan for rettighetshavere til åndsverk. Kopiering i strid med lov eller avtale kan medføre erstatningsansvar og inndragning, og kan straffes med bøter eller fengsel.
Alle Gyldendals bøker er produsert i miljøsertifiserte trykkerier. Se www.gyldendal.no/miljo
Forord
Siden 2015 har Nasjonalt organ for kvalitet i utdanningen (NOKUT) gjennomført nasjonale eksamener i anatomi, fysiologi og biokjemi for å utvikle kvaliteten i studietilbudene og skape større bevissthet om vurderingskvalitet og læring. Rapporter fra NOKUT har vist at naturvitenskapelig kunnskap er avgjørende for et bedre resultat på den nasjonale eksamen i anatomi, fysiologi og biokjemi.
I de siste årene har det blitt lagt lite vekt på grunnleggende kunnskap i naturvitenskapelige og medisinske emner. Formålet med denne boken er å gi en kortfattet innføring i kjemi, biokjemi og fysikk som kan støtte studenter som har behov for å øke sin naturvitenskapelige kunnskap før de begynner med dyptgående emner innen medisin. Denne kunnskapen er grunnleggende for å forstå menneskekroppen og følge opp pasientens behandling og pleieforløp. Målgruppen for denne boken er sykepleiere, vernepleiere og annet helsepersonell som skal lære anatomi, fysiologi, sykdomslære og farmakologi.
I boken er det lagt spesiell vekt på de deler av naturvitenskapelige emner som beskriver ulike sykdomstilstander der kjemi, biokjemi og biofysikk er viktige hjelpemidler i diagnostikk og behandling. Tilknytninger til medisinske og kliniske problemer kommer til syne i alle kapitler i denne boken.
Bokens pedagogiske oppbygning suppleres av oversiktlige figurer, tabeller og relevante eksempler som er basert på flere års erfaringer med undervisning innen medisinske og naturvitenskapelige emner. De kliniske
pasienteksemplene i boken er ført i pennen av kollega Eva Kofoed, høgskolelektor og lege ved VID Vitenskapelige Høgskole. En stor takk til Eva, som gjennom pasienteksemplene har hjulpet til med å koble sammen teori og klinisk praksis. Takk også til kollega Hanna Marie Bingen, som var med i oppstarten av prosjektet, og som har kommet med nyttige tilbakemeldinger underveis i utarbeidelse av boken.
Oslo, mars 2023
Babak Asadi-Azarbaijani
6
forord
kapittel 1 kjemi .............................................................................................. 11 Grunnstoff 12 Atom .................................................................................................................. 12 Isotop 15 Ion ...................................................................................................................... 17 Elektronegativitet ................................................................................................... 21 Kjemiske bindinger ................................................................................................. 23 Bindinger mellom atomer ............................................................................... 23 Bindinger mellom molekyler 26 Organiske stoffer .................................................................................................... 28 Klassifisering av organiske molekyler 28 Oppbygning og nedbrytning av makromolekyler ....................................... 30 Løsning og løselighet ............................................................................................. 32 Stoffmengde og konsentrasjon 35 Syre og base (pH) ................................................................................................... 36 kapittel 2 biokjemi ...................................................................................... 43 Karbohydrater ......................................................................................................... 44 Lipider 48 Proteiner .................................................................................................................. 52 Enzymer og kofaktorer 56 Nukleotider ............................................................................................................. 59
Innhold
8 innhold kapittel 3 biofysikk .................................................................................... 63 Enheter 64 Kraft ......................................................................................................................... 65 Tyngdekraft ............................................................................................................. 67 Arbeid og energi ..................................................................................................... 68 Molekylfysikk .......................................................................................................... 71 Kohesjons- og adhesjonskrefter 71 Overflatespenning ................................................................................................. 73 Trykk 75 Trykk i væske og gass ....................................................................................... 75 Viskositet ................................................................................................................. 78 Diffusjon, osmose og filtrasjon 80 Varme og temperatur ............................................................................................ 85 Bølger 88 Lydbølger ........................................................................................................... 89 Lysbølger ........................................................................................................... 92 Elektrisitet ............................................................................................................... 96 referanser ......................................................................................................... 101 vedlegg ............................................................................................................... 103 Vedlegg 1 Periodesystemet .................................................................................. 104 Vedlegg 2 Skallmodell 106 Vedlegg 3 Navngiving og klassifisering av noen organiske molekyler ........... 107 Vedlegg 4 Essensielle og ikke-essensielle aminosyrer 108 Vedlegg 5 Nukleotidmolekyler i kroppen .......................................................... 108 stikkord .............................................................................................................. 109
