Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Чем объясняется переменная валентность и набор разных степеней окисления d-элементо

В группах по мере увеличения атомного номера повышается, как правило, стабильность более высоких степеней окисления d-элементов (в противоположность p-элементам, см. главу 12). Например, для хрома более устойчива степень окисления +3, а у молибдена и вольфрама более устойчива степень окисления +6. Для железа более устойчива степень окисления +3; соединения железа +6 неустойчивы и являются сильными окислителями, а соединения железа +8 не получены,хотя для большинства d-элементов максимальная степень окисления равна номеру группы. Другие элементы подгруппы железа (рутений и осмий) образуют соединения со степенью окисления +8. Только элементы IB группы образуют соединения, в которых степень окисления превышает номер группы, причем у меди более устойчива степень окисления +2, у серебра +1, а у золота +3. Не все степени окисления отвечают устойчивым состояниям, тем более соединения не со всеми значениями степени окисления могут существовать в водной среде. Низкая степень окисления может отвечать достаточно сильным восстановительным свойствам. Например, ион хрома(П) восстанавливает воду:

2Сг²⁺ + 2Н2О -> 2СrOН²⁺ + H₂

Соединения, в которых металл находится в высокой степени окисления, могут быть, наоборот, сильными окислителями и окислять воду, в частности: 4Со³⁺ + 2Н2О -> 4Со²⁺ + 4Н⁺ + O₂

15. Охарактеризуйте комплексообразующие свойства d-элементов.Какие комплексы с биолигандами они образуют?

Максимальной комплексообразующей способностью обладают d-элементы с незаполненными d-подуровнями: Fe, Co, Ni, Pt, элементы подгруппы марганца и хрома. При переходе вдоль большого периода отчѐтливо наблюдается возрастание способности к комплексообразованию в обоих направлениях к центру периода.При переходе вниз по подгруппе способность к комплексообразованию изменяется сложным образом. Она связана с зарядом иона и его радиусом. Невысокие заряды ионов и их большие радиусы приводят к уменьшению прочности комплексных ионов, но при этом часто наблюдается их большое разнообразие. Напротив, высокозарядные ионы и их малые радиусы способствуют увеличению прочности комплексов, но при этом снижается число возможных комплексных соединений.

В соответствии с теорией ЖМКО мягкие комплексообразователи образуют прочные связи с мягкими лигандами. Так как белки, включая ферменты, содержат мягкие легкополяризуемые группы –СОО^--, –NH₂ и –SH, то все относящиеся к d-элементам «металлы жизни» в организме встречаются практически только в виде комплексов с биосубстратами. Очень токсичные «мягкие» катионы тяжѐлых металлов Cd+², Pb⁺² и, особенно, Hg⁺² образуют прочные комплексы с жизненно важными белками, содержащими –SH группу:2RSH + 2Hg⁺² = [R–S–Hg–S–R] + 2Н⁺

16.для живых организмов характерна калий-натриевая ионная асимметрия. Диффузия гидрофильных частиц- ионов Na и К -через гидрофобные мембраны объясняется способностью ионов натрия и калия обр.комплексы с ионофорами. Ионофоры-белки обр. в мембране специальные каналы с гидрофильной полостью, по которой проходит катион. Связывание ионофоров с ионами калия более прочное,чем с ионами натрия, поэтому клеточая мембрана проницаема для ионов калия в большей степени,чем для ионов натрия.Диффузия протекает по градиенту концентрации:для выравнивания концентраций по обе стороны мембраны ионы Na стремятся проникнуть внутрь клетки, а ионы К- в межклеточную жтдкость.В биохимии транспорт веществ через мембрану по градиенту концентрации наз.пассивным транспортом.Для поддержания более высокой концентрации ионов Na c внешней стороны мембраны и ионов К с внутренней стороны необходимо постоянное перемещение этих ионов против градиентов концентраций,так наз. активный транспорт. Процесс эндергоничен и может протекать только в сопряжении с высокоэкзергоническим процессом- гидролизом АТФ.Гидролиз 1 молекулы Атф обеспечивает транспорт через мембрану 3 ионов натрия из клетки в межклет.жидкость и 2 ионов калия в противоположном направлении

17.ионы Mg и Mn активируют многие ферменты, к. катализируют реакции с участием АТФ. Ионы Марганца также обр. комплексы с АТФ как и ионы магния. Отличие в том, что ионы Mg связывают только с двумя фосфатными группами АТФ а ионы Mn со всеми тремя фосфатными группами, а также остатком аденина. В связи с этим некоторые ферменты активируются в большей степени ионами магния, чем ионами марганца.

18. Биороль фосфора в организме состоит в участии в синтезе2,3-дифосфоглицерата, определяющего кислородтранспортную способность гемоглобина; в образовании фосфопротеинов, нуклеиновых кислот, фосфолипидов клеточных мембран, коферментов; в фосфорилировании углеводов, что делает их доступными для метаболических процессов; в образовании нерастворимого гидроксиапатита костной ткани; в формировании фосфатной буферной системы крови и мочи.

Основным минеральным компонентом костной ткани является гидроксифосфат кальция Са5(РО4)3ОНгидроксиапатитом. Образование костной соли можно отразить общим уравнением: 5Ca2+ + 3HPO4 + 4OH- Остеобласты (рН=8,3)минерализацияя___ Ca5(PO4)3OH + 3H2O

19.Токсическое действие свинца во многом обусловлено его способностью образовывать связи с большим числом анионов — лигандов, к которым относятся сульфгидрильные группы, производные цистеина, имидазольные и карбоксильные группы, фосфаты. В результате связывания ангидридов со свинцом угнетается синтез белков и активность ферментов, например АТФ-азы. Свинец нарушает синтез тема и глобина, вмешиваясь в порфириновый обмен, индуцирует дефекты мембран эритроцитов.

20. Характерные степени окисления марганца:0, +2, +3, +4, +6, +7 (+1, +5 мало характерны).

Марганец в организме образует комплексы с белками, нуклеиновыми кислотами (РНК и ДНК) и аминокислотами. Эти комплексы,являются составной частью металлоферментов. Из ферментов, содержащих марганец, известны аргиназа, холинэстераза, фосфоглюкомутаза, пируваткарбоксилаза и др.биогенная функция ионов марганца имеет широкий спектр: оказывает влияние на кроветворение, образование костей, мине-ральный обмен, рост, размножение, участвует в синтезе витаминов С и В, доказано его участие в синтезе хлорофилла. Перманганаты ядовиты для организма при попадании внутрь из-за их сильных окислительных свойств. Для обезвреживания острых отравлений перманганатом используют 3% раствор пероксида водорода в уксуснокислой среде: 2KMnO4 + 5H2O2 + 6CH3COOH = 2(CH3COO)2Mn + 2CH3COOK + 5O2 + 8H2O.