Биохимическая роль и медико-биологическое значение биогенных s- элементов. (водород, литий, натрий, калий, кальций, магний)
Биохимическая роль и медико-биологическое значение биогенных p- элементов. (углерод, азот, фосфор, кислород, сера, хлор, бром, йод) Биогенные d- элементы. Связь между электронным строение d- элементов и их биологическими функциями. Роль d- элементов в комплексообразовании в биологических системах. В составе живого вещества найдено более 70 элементов. Биогенные элементы – элементы, необходимые организму для построения и жизнедеятельности клеток и органов. В организме человека больше всего s- и p- элементов. Незаменимые макроэлементы s-: H, Na, Mg, K, Ca Незаменимые макроэлементы p-: C, N, O, P, S, Cl, I. Примесные s- и p- элементы: Li, B, F. Концентрирование химического элемента– повышенное содержание элемента в организме по сравнению с окружающей средой. Основу всех живых систем составляют шесть элементов-органогенов: углерод, водород, кислород, азот, фосфор, сера. Их содержание в организме достигает 97%. Биогенные элементы подразделяют на три блока: s-, p-, d-. S-элементы Основные сведения: 1. S-элементы – это химические элементы, в атомах которых заполняются электронами, s-подуровень внешнего уровня. 2. Строение их валентного уровня ns1-2. 3. Небольшой заряд ядра, большой размер атома способствуют тому, что атомы s-элементов – типичные активные металлы; показателем этого является невысокий потенциал их ионизации. Химия таких элементов является в основном ионной, за исключением лития и бериллия, которые обладают более сильным поляризующим действием. 4. Имеют относительно большие радиусы атомов и ионов. 5. Легко отдают валентные электроны. 6. Являются сильными восстановителями. Восстановительные свойства возрастают закономерно с увеличением радиуса атома. Восстановительная способность увеличивается по группе сверху вниз. Биологическая роль: Вследствие очень легкой окисляемости щелочные металлы встречаются в природе исключительно в виде соединений. Натрий 1. Относится к жизненно необходимым элементам, постоянно содержится в организме, участвует в обмене веществ. 2. Содержание натрия в организме человека массой 70 кг – около 60г. 3. В организме человека натрий находится в виде растворимых солей: хлорида, фосфата, гидрокарбоната. 4. Распределен по всему организму (в сыворотке крови, в спинномозговой жидкости, в глазной жидкости, в пищеварительных соках, в желчи, в почках, в коже, в костной ткани, в легких, в мозге). 5. Является основным внеклеточным ионом. 6. Ионы натрия играют важную роль в обеспечении постоянства внутренней среды человеческого организма, участвует в поддержании постоянного осмотического давления биожидкости. 7. Ионы натрия участвуют в регуляции водного обмена и влияют на работу ферментов. 8. Вместе с ионами калия, магния, кальция, хлора ионы натрия участвуют в передаче нервных импульсов. 9. При изменении содержания натрия в организме происходят нарушения нервной, сердечно-сосудистой систем, гладких и скелетных мышц. Калий 1. Содержание калия организме человека массой 70 кг – около 160г. 2. В организме человека калий находится в крови, почках, сердце, костной ткани, мозге. 3. Калий является основным внутриклеточным ионом. 4. Ионы калия играют важную роль в физиологических процессах – сокращении мышц, нормальном функционировании сердца, проведении нервных импульсов, обменных реакциях. 5. Являются важными активаторами внутриклеточных ферментов. Магний 1. Общее содержание в организме 20г. 2. Находится в дентине и эмали зубов, костной ткани. 3. Накапливается в поджелудочной железе, скелетных мышцах, почках, мозге, печени и сердце. 4. Является внутриклеточным катионом. Кальций 1. Относится к макроэлементам. 2. Содержится в каждой клетке человеческого организма. Основная масса – в костной и зубной тканях. 3. Ионы кальция принимают активное участие в передаче нервных импульсов, сокращении мышц, регулировании работы сердечной мышцы, механизмах свертывания крови. P-элементы Общая характеристика: 1. Относят 30 элементов периодической системы. 2. В периодах слева направо атомные и ионные радиусы p-элементов по мере увеличения заряда ядра уменьшаются, энергия ионизации и сродство к электрону в целом возрастают, электроотрицательность увеличивается, окислительная активность элементных веществ и неметаллические свойства усиливаются. 3. В группах радиусы атомов и однотипных ионов увеличиваются. Энергия ионизации при переходе от 2р-элементам уменьшается. 4. С увеличением порядкового номера р-элементов в группе неметаллические свойства ослабевают, а металлически усиливаются. Биологическая роль: Бор 1. Относится к примесным микроэлементам. 2. Концентрируется в легких, щитовидкой железе, селезенке, печени, мозге, почках, сердце. 3. Входит в состав зубов и костей. 4. Избыток бора вреден для организма человека (уменьшается активность адреналина). Алюминий 1. Относится к примесным элементам. 2. Концентрируется в сыворотке крови, легких, печени, костях, почках, ногтях, волосах, входит в структуру нервных оболочек мозга человека. 3. Суточная норма – 47мг. 4. Влияет на развитие эпителиальной и соединительной тканей, на регенерацию костных тканей, на обмен фосфора. 5. Оказывает воздействие на ферментативные процессы. 6. Избыток тормозит синтез гемоглобина. Таллий 1. Относится к весьма токсичным элементам. Углерод 1. Относится к макроэлементам. 2. Входит с состав всех тканей в форме белков, жиров, углеродов, витаминов, гормонов. 3. С биологической точки зрения углерод является органогеном номер 1. Кремний 1. Относится к примесным микроэлементам. 2. Находится в печени, надпочечниках. Волосах, хрусталике. 3. С нарушением кремния связывают возникновение гипертонии, ревматизма, язвы, малокровия. Германий 1. Относится к микроэлементам. 2. Соединения германия усиливают кроветворения в костном мозге. 3. Соединения германия малотоксичные. D-элементы Общая характеристика: 1. Относятся 32 элемента периодической системы. 2. Входят в 4-7 большие периоды. Особенностью элементов этих периодов является непропорционально медленное возрастание атомного радиуса с возрастанием числа электронов. 3. Важный свойством является переменная валентность и разнообразие степеней окисления. Возможность существования d-элементов в разных степенях окисления определяет широкий диапазон окислительно-восстановительных свойств элементов. 4. D-элементы в промежуточной степени окисления проявляют амфотерные свойства. 5. В организме обеспечивают запуск большинства биохимических процессов, обеспечивающих нормальную жизнедеятельность. Биологическая роль: Цинк 1. Микроэлемент 2. В организме человека 1,8г. 3. Больше всего цинка в мышцах и костях, а также в плазме крови, печени, эритроцитах. 4. Образует бионеорганический комплекс с инсулином – гормоном, регулирующим содержание сахара в крови. 5. Содержится в мясных и молочных продуктах, яицах. Кадмий 1. Микроэлемент. 2. В организме человека – 50мг. 3. Примесный элемент. 4. Находится в почках, печени, легких, поджелудочной железе. Ртуть 1. Микроэлемент. 2. Примесный элемент. 3. В организме человека – 13мг. 4. Находится в жировой и мышечной тканях. 5. Хроническая интоксикация кадмием и ртутью может нарушить минерализацию костей. Хром 1. Микроэлемент. 2. В организме человека – 6г. 3. Металлический хром нетоксичен, а соединения опасны для здоровья. Они вызывают раздражения кожи, что приводит к дерматитам. Молибден 1. Микроэлемент. 2. Относится к металлам жизни, является одним из важнейших биоэлементов. 3. Избыточное содержание вызывает снижение прочности костей – остеопороз. 4. Входит с состав различных ферментов. 5. Малотоксичный. Вольфрам 1. Микроэлемент. 2. Роль не изучена. 3. Анионная форма вольфрама легко абсорбируется в желудочно-кишечном тракте.
Задание 5 Комплексные соединения. Классификация комплексных соединений по заряду координационной сферы и по природе лигандов. 2.Координационная теория А.Вернера. Понятие о комплексообразователе, лигандах. 3.Координационное число, его связь с геометрией комплексного иона. Природа связи в координационных соединениях. Биологические комплексны железы, кобальта, меди, цинка, их роль в процессах жизнедеятельности. Комплексные соединения– химические соединения, кристаллические решетки которых состоят из комплексных групп, образовавшихся в результате взаимодействие ионов или молекул, способных существовать самостоятельно. Классификация КС по заряду внутренней сферы: 1. Катионные [Zn(NH3)4]Cl2 2. Анионные K2[BeF4] 3. Нейтральные [Pt(NH3)2Cl2] Классификация КС по числу мест, занимаемых лигандами в координационной сфере: 1. Монодентатныелиганды. Занимают 1 место в координационной сфере. Такие линанды бывают нейтральными (молекулы H2O, NH3, CO, NO) и заряженными (ионы CN-, F-, Cl-, OH-,). 2. Бидентатныелиганды. Примерами служат лиганды: ион аминоуксусной кислоты, SO42-, CO32-. 3. Полидентатныелиганды. 2 или более связей с ионами. Примеры: этилен диамин тетрауксусная к-та и е соли, белки, нуклеиновая к-та. Классификация по природе лиганда: 1. Аммиакаты – комплексы, в которых лигандами служат молекулы аммиака. [Cu(NH3)4]SO4. 2. Аквакомплексы – в которых лигандом выступает вода. [Co(H2O)6]Cl2 3. Карбонилы – в которых лигандами являются молекулы оксида углерода(II). [Fe(CO)5], 4. Гидроксокомплексы– в которых в качестве лигандов выступают годроксид-ионы. Na2[Zn(OH)4]. 5. Ацидокомплексы – в которых лигандами являются кислотные остатки. К ним относятся комплексные соли и комплексные кислоты K2[PtCl4], H2[CoCl4]. Теория Вернера: · 1893 год · Объяснения особенности строения комплексных соединений · В соответствии с этой теорией, в каждом комплексной соединении есть центральный атом (ион), или комплексообразователь (центральный атом или центральный ион). · Вокруг центрального атома расположены в определённом порядке другие ионы, атомы ил молекулы, которые называют лигандами (аддендами). Комплексообразователь – центральный атом комплексной частицы. Обычно комплексообразователь – атом элемента, образующего металл, но это может быть и атом кислорода, азота, серы, йода и других элементов, образующих неметаллы. Комплексообразователь обычно положительно заряжен, и в таком случае именуется металлоцентром. Заряд комплексообразователя может быть также отрицательным или равным нулю. Лиганды (Адденды) – атомы или изолированные группы атомов, располагающиеся вокруг комплексообразователя. Лигандами могут быть частицы, до образователя комплексного соединения представлявшие собой молекулы (H2O, CO, NH3), анионы (OH-, Cl-, PO43-), а также катион водорода H+. Центральный атом (центральный ион), или комплексообразователь, связаны лигандами полярной ковалентной связью по донорно-акцепторному механизму и образуют внутреннюю сферу комплекса. Координационное число– число лигандов, координирующиесявокруг центрального атома – комплексообразователя. Координационное число центрального атома – число связей, с помощью которых лиганды непосредственно соединены с центральным атомом. Между координационным числом и строением комплексних соединений (геометрией внутренней координационной сферы) наблюдается определенная закономерность. · Если комплексообразователь имеет координационное число 2, та, как правило, комплексный ион имеет линейное строение, а комплексообразователь и об лиганда располагаются на одной прямой. Линейное строение имеют такие комплексные ионы, как и другие [NH3 – Ag – NH3]+, [Cl – Cu – Cl] и другие. В этом случае орбитали центрального атома, участвующие в образовании связи по донорно-акцепторому механизму, гибридизованы по типу sp. · Комплексы с координационным числом 3 встречаются сравнительно редко и обычно имеют форму равностороннего треугольника, в центре которого располагается комплексообразователь, а в углах находятся лиганды (гибридизация типа sp2). · Для соединений с координационным числом 4 имеются две возможности пространственного расположения лигандов. Тетраэдрическое размещениелигандов с коплексообразователем в центре тетраэдра (sp3-гибридизация атомных орбиталей комплексообразователя). Плоскоквадратное расположениелигандов вокруг находящегося в центре квадрата атома комплексообразователя (dsp2-гибридизация). · Координационное число 5 встречается у комплексных соединений довольно редко. Тем не менее в том небольшом количестве комплексных соединений, где комплексообразователь окружен пятью лигандами, установлены две пространственные конфигурации. Это тринальнаябипирамида и квадратная пирамида с комплесообразоателем в центре геометрическо фигуры. · Для комплексов скоординационным числом 6характерно октаэдрическое расположениелигандов, что отвечает sp3d2- или d2sp3-гибридизации атомных орбиталей комплексообразователя. Октаэдрическое строение комплексов с координационным числом 6 является наиболее энергетически выгодным. Биологическая роль: · Fe3+ - входит в состав ферментов, катализирующий ОВР · Со – витамин В12 (кроветворение и синтез нуклеиновых к-т) · Mg2+ - хлорофилл (запас энергии солнца; синтез полисахаридов) · Мо – метаболизм пуринов. Задание 6 Основные положения теории растворов: раствор, растворитель, растворенное вещество. Классификация растворов. 2.Факторы, определяющие растворимость. 3.Способы выражения концентрации растворов, массовая доля, молярность, молярная концентрация эквивалентов. Закон эквивалентов. 4.Растворы газообразных веществ: законы Генри, Дальтона. Растворимость газов в присутствии электролитов - закон Сеченова. Роль раствора в жизнедеятельности организма. Раствор– гомогенная смесь, состоящая из частиц растворенного вещества, растворителя и продуктов из взаимодействия. Растворитель – компонент, агрегатное состояние которого не изменяется при образовании раствора. Масса растворителя преобладает. Классификация по агрегатному состоянию: 1. Твердые (сплав стали) 2. Жидкие (раствор соли или сахара в воде) 3. Газообразные (атмосфера). Также различают: · Водные и неводные растворы. · Разбавленные и неразбавленные растворы. · Насыщенные и ненасыщенные. Факторы, определяющие растворимость: 1. Природа смешиваемых веществ (подобное растворяется в подобном) 2. Температура 3. Давление 4. Наличие третьего компонента Существует множество способов измерить количество вещества, находящегося в единице объема или массы раствора, это так называемые способы выражения концентрациираствора. Количественная концентрациявыражается через молярную, нормальную (молярную концентрацию эквивалента), процентную, моляльную концентрации, титр и мольную долю. 1.Наиболее распространённый способ выражения концентрации растворов – молярная концентрация растворов или молярность.Она определяется как количество молей растворенного вещества в одном литре раствора. См = n/V, моль/л (моль ·л-1 ) 2. Молярная концентрация эквивалентаопределяется числом молярных масс эквивалентов на 1 литр раствора. 3. Процентная концентрация раствора или массовая доляпоказывает сколько единиц массы растворенного вещества содержится в 100 единицах массы раствора. Это отношение массы вещества к общей массе раствора или смеси веществ. Массовую долю выражают в долях от единицы или процентах. 4. Моляльная концентрацияраствора показывает количество молей растворенного вещества в 1 кг растворителя. 5. Титр растворапоказывает массу растворенного вещества, содержащуюся в 1мл раствора. 6. Мольная или молярная долявещества в растворе равна отношению количества данного вещества к общему количеству всех веществ, содержащихся в растворе.
Популярное: Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация... Почему двоичная система счисления так распространена?: Каждая цифра должна быть как-то представлена на физическом носителе... Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (4142)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |