Тема 5: Химические свойства и биологическая роль биогенных элементов

Дайте краткий ответ на теоретические вопросы:

1. Биороль s-элементов в минеральном балансе организма, макро- и микро- s-элементы, их поступление в организм с водой.

6. В главной подгруппе первой группы периодической системы находятся литий, натрий, калий, рубидий, цезий и франций В соответствии с номером группы в своих соединениях (в большинстве случаев ионных) они проявляют всегда степень окисления -Ы. Чисто ковалентное а—ст-связывание имеет место в газообразных молекулах Кза, Ка и т. д. Эти элементы — самые неблагородные. Их стандартные потенциалы порядка от —2,7 до —3,0 В. Ионные радиусы сопоставлены в табл. А.16. Обраш,ает на себя внимание тот факт, что при переходе от натрия к калию изменение радиусов оказывается, большим, чем в следующем за ними ряду элементов К—НЬ—Сз почему). Это обстоятельство является главной причиной отличия свойств натрия от его более тяжелых аналогов. С учетом этого становится понятной аналогия в свойствах соответствующих соединений калия, рубидия и цезия. Особо следует под  

    Металлы главной подгруппы первой группы — литий, натрий, калий, рубидий, цезий и франций — называются щелочными металлами. Это название связано с тем, что гидроксиды двух главных представителей этой группы — натрия и калия — издавна были известны под названием щелочей. Из этих щелочей, подвергая их в расплавленном состоянии электролизу, Г. Дэви в 1807 г, впервые получил свободные калий и натрий. 

    Щелочные металлы образуют главную подгруппу первой группы периодической системы. Первый элемент в ряду щелочных металлов литий в соответствии с упомянутым правилом по своим химическим и некоторым физическим свойствам больше напоминает щелочноземельные металлы. Натрий тоже считается не вполне характерным представителем щелочных металлов. Свойства, вполне типичные для этой подгруппы, проявляются только начиная с калия. 

    Образование ионных связей возможно только между атомами, электроотрицательности которых отличаются на весьма значительную величину. Ионных соединений сравнительно немного. Стоит запомнить, что к ним относятся галогениды иоксиды щелочных (главная подгруппа первой группы) и щелочноземельных (главная подгруппа второй группы) металлов. Ионы могут состоять и из нескольких атомов. Внутри таких ионов связи не ионные (они будут рассмотрены ниже), а между ионами - ионные. Примерами соединений такого типа являются соли, например В них есть две заряженные группы - ион металла (К) и ион кислотного остатка (80). Между этимиионами осуществляется ионная связь.

7.  Главную подгруппу II группы Периодической системы элементов Д. И. Менделеевасоставляют бериллий Ве, магний Mg, кальций Са, стронций 5г, барий Ва и радий

    ЭЛЕМЕНТЫ ГЛАВНОЙ ПОДГРУППЫ II ГРУППЫ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫБЕРИЛЛИЙ, МАГНИЙ, КАЛЬЦИЙ, СТРОНЦИЙ, БАРИЙ  [c.120]

    Некоторые характеристики металлического состояния элементов главной подгруппыII группы периодической системы  [c.28]

    За щелочным металлом в каждом периоде следует элемент главной подгруппы IIгруппы периодической системы. Это металлы бериллий, магний, кальций, стронций, барий и радий Атомы всех этих элементов имеют на внешнем электронном слое два электрона, а не один, как щелочные металлы. В остальном каждый из них повторяет электронную структуру предыдущего щелочного металла. Они могут легко отдавать два валентных электрона, превращаясь в двухзарядные положительные ионы. По химической активности все элементы главной подгруппы II группы, за исключением бериллия, лишь немного уступают щелочным металлам. В ряду напряжений они стоят сразу же за щелочными металлами. Их активность возрастает с ростом радиусов атомов, от бериллия к барию и радию. Если бериллий и магний, покрываясь нерастворимой пленкой окис- 

    ГЛАВНАЯ ПОДГРУППА II ГРУППЫ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ 

    Важнейшие параметры элементов главной подгруппы II группы периодическойсистемы 

    К щелочноземельным металлам относят элементы главной подгруппы II группы периодической системы кальций Са, стронций 8г, барий Ва и радий Ка. Кроме них, в эту группу входят бериллий Ве и магний Mg. На внешнем слое атомов щелочноземельных металлов находится два я-электрона. Во всех соединениях они проявляют степень окисления +2. Активность металлов растет с увеличением атомного номера. Все эти элементы — типичные металлы, по свойствам близкие к щелочным. 

    Вычислите давление диоксида углерода над карбонатами магния, кальция, стронция и бария при стандартной температуре и сделайте вывод характера измененияустойчивости карбонатов металлов главной подгруппы II группы периодической системыэлементов. 

    Атомы металлов главной подгруппы II группы периодической системы имеют на последнем электронном уровне по два валентных электрона, а на предпоследнем уровне — по восемь электронов (за исключением бериллия, у которого только два электрона и который вследствие этого несколько отличается от остальных элементов по химическим и физическим свойствам).

2.Общая характеристика элементов семейства железа. Железо, химическая активность простого вещества. Способность к комплексообразованию.

Общая характеристика семейства железа

Семейство железа входит в состав побочной подгруппы восьмой группы и является в ней первой триадой, включающей в себя железо, кобальт и никель. Эти элементы имеют два электрона на наружном слое атома, все они являются металлами. По свойствам все три элемента похожи между собой. Для них характерна степень окисления 2, 3, 4. Реже проявляются более высокие степени окисления. Ни один элемент из семейства железа не проявляет максимальной степени окисления +8. Все металлы триады образуют разнообразные соединения, проявляя степени окисления +2 и +3. Проявление высокой степени окисления и амфотерных свойств характерно для железа.

Температуры плавления элементов триады железа высокие, тем не менее, ниже, чем у элементов,находящихся в серединах серий переходных металлов.

Железо – первый элемент в переходных рядах, имеющий спаренный электрон на внутренней d-орбитали. Спаренные электроны с такой орбитали труднее участвуют в образовании химической связи, чем неспаренные. У триады железа существуют особенности орбитального строения, проявляющиеся в виде магнитных и ферромагнитных свойств. В результате ориентированности атомов металлы образуют постоянные магниты. Все металлы семейства железа проявляют электроположительное поведение. Инертны в среде окислителя, даже кислорода, так как образуют оксидные пленки.

Химические свойства железа:

1) взаимодействует с кислородом при высоких температурах;

2) оксиды в низшей степени окисления MO;

3) при взаимодействии с галогенами образует галогениды, дигалогениды;

4) образует комплексные соединения;

5) образует карбонилы – соединения, в которых переходный металл образует связь с ионом металла или водорода и координированными карбониловыми группами (пентакарбонил кобальта [Co(CO)5]);

6) взаимодействуют с серой и сероводородом при нагревании, образуя сульфиды.

Железо – второй (после алюминия) по распространенности металл, встречается в виде различных руд, пригодных для переработки. Из них получают почти чистый Fe3O4, который вместе с известняком и коксом используется для выплавки чугуна в доменной печи.

Кобальт выделяют из руд, содержащих много мышьяка и некоторой доли серебра, достаточной для промышленной переработки.

Никель – в руде много примесей: сульфиды никеля, меди и железа. Половина получаемого никелярасходуется в производстве стали для повышения ее коррозионной стойкости и твердости. Он используется также для создания прочных покрытий на стальных изделиях.

 

 

.

Ответьте на тесты:

1. Разная биороль катионов натрия и калия, а также магния и кальция в пределах каждой пары обусловлена отличием

1. их радиусов

2. количества валентных электронов

3. плотности их положительного заряда

4. одинаковым строением их валентных подуровней+

5. степенью окисления

2. Основой биологического действия большинства ионов эссенциальных микроэлементов является

1. кислотно-основные превращения +

2. склонность к комплексообразованию

3. окислительно-восстановительные свойства

4. кислотные свойства

5. основные свойства

3. Cоединения железа в организме выполняют функцию

1. буферную

2. транспортную+

3. каталитическую

4. кислотную

5. основную

4. В периоде с увеличение порядкового номера элементов металлические свойства:

1. изменяются неоднозначно

2. ослабевают+

3. усиливаются

4. не изменяют

5. нет правильного ответа

 

Занятие № 6