Биологическое значение и применение галогенов

Фтор играет очень важную роль в жизни растений, животных и человека. Без фтора невозможно развитие костного скелета и особенно зубов. Содержание фтора в костях составляет 80-100 мг на 100 г сухого вещества. В эмали фтор присутствует в виде соединения Ca4F2(PO4)2 и придает ей твердость и белизну. При недостатке фтора в организме человека происходит поражение зубной ткани (кариес), а избыток его способствует заболеванию зубов флюорозом. Суточная потребность человека во фторе – 2-3 мг. Хлор (хлор-ион) более важен для жизнедеятельности животных и человека, чем для растений. Он входит в состав почек, легких, селезенки, крови, слюны, хрящей, волос. Ионы хлора регулируют буферную систему крови. Хлорид натрия является составной частью плазмы крови и спинномозговой жидкости и участвует в регуляции водного обмена в организме. Свободная соляная кислота входит в состав желудочного сока всех млекопитающих и активно участвует в пищеварении. У здорового человека содержится в желудке 0,2-0,3% соляной кислоты. Недостаток хлора в организме приводит к тахикардии, снижению артериального давления, судорогам. Достаточное количество хлора содержится в таких овощах как сельдерей, редис, огурцы, капуста белокочанная, укроп, перец, лук, артишок. Бром также входит в число необходимых микроэлементов и больше всего его содержится в гипофизе, крови. Щитовидной железе, надпочечниках. Бромиды в небольших дозах (0,1-0,3 взрослого человека) положительно действуют не центральную нервную систему как усилители процессов торможения в коре головного мозга. В природе бромиды накапливаются в таких растениях, как рожь, пшеница, ячмень, картофель, морковь, черешня, яблоки. Много брома содержится в голландском сыре. Йод в организме человека начинает накапливаться еще в утробе матери. В гормоне щитовидной железы человека ― тироксине ― содержится 60% связанного йода. Этот гормон с током крови поступает в печень, почки, молочные железы, желудочно-кишечный тракт. Недостаток йода в организме человека вызывает такие заболевания, как эндемический зоб и кретинизм, при котором замедляется рост и развивается умственная отсталость. В сочетании с другими элементами йод способствует росту и упитанности животных, улучшает их здоровье и плодовитость. Основными поставщиками йода для человека служат злаки, баклажаны, фасоль, капуста белокочанная и цветная, картофель, лук, морковь, огурцы, тыква, салат, морская капуста, кальмары.

Общая характеристика халькогенов.

В главной подгруппе шестой группы периодической системы элементов Д. И. Менделеева находятся элементы: кислород (О), сера (S), селен (Se), теллур (Te) и полоний (Po). Эти элементы имеют общее название халькогены, что означает «образующие руды».

В подгруппе халькогенов сверху вниз с увеличением заряда атома закономерно изменяются свойства элементов: уменьшается их неметаллический характер и усиливаются металлические свойства. Так кислород ― типичный неметалл, а полоний ― металл (радиоактивен).

Серый селен

Пирит FeS2

Подгруппа кислорода

Сравнитель-ные характе-ристики	8Окислород	16Sсера	34Seселен	52Teтеллур	84Poполоний
Электронное строение	1S22S22p4	…3S23p4	…3d104S24p4	…4d105S25p4	…4f145d106S26p4
Степень окисления	-1, -2, +2* * ― только в оксиде F2O	-2, +2, +4,+6	-2, +2, +4
Нахождение в природе	В свободном состоянии ― в атмосфере (О2 ― кислород, О3 ― озон), в связанном ― в составе Н2О, SiO2, в сложных соединениях	Самородная сера; сульфиды: свинцовый блеск PbS, медный блеск Сu2S, пирит FeS2, сероводород H2S; сульфаты: гипс CaSO4∙2H2O, горькая соль MgSO4∙7H2O, белки	Редкий элемент, содержится в малом количестве в самородной сере, сульфидных рудах	Редкий элемент, содержится в малом количестве в самородной сере, сульфидных рудах	Редкий радиоактивный элемент
Физические свойства	О2 ― бесцветный газ без вкуса и запаха, умеренно растворим в воде, парамагнитен. O3 ― газ синего цвета, диамагнитен, сильный окислитель	S-ромбическая ― желтые хрупкие кристаллы без запаха, не растворима в воде, ρ = 2 г/см3; S-пластическая ― коричнево-желтая, резиноподобная	Кристаллическое вещество с металлическим блеском, ρ = 4,8 г/см3, темно-серый, полупроводник	ρ = 6,3 г/см3, серебристо-белый, хрупкий с металлическим блеском полупроводник	ρ = 9,3 г/см3, мягкий, серебристо-белый, радиоактивный металл
Химические свойства	По активности уступает только фтору, реагирует со всеми простыми веществами, (исключение: галогены, Pt, Au, инертные газы) и со многими сложными веществами	И окислительные, и восстановительные свойства	Свойства типичного неметалла Se + O2 → SeO2 Se + Cl2 → SeCl2 Se + H2 → H2Se	Слабо выраженные металлические свойства	Проявляет свойства металла
Получение	Фракционная перегонка жидкого воздуха; в лаборатории ― при термическом разложении CrO3, KNO3, RClO3, BaO2	В промышленности: из самородных руд. В лаборатории: окислением сероводорода, сульфидов	Из отходов цветной металлургии и сернокислой промышленности, особо чистые ― дистилляцией в вакууме и зонной плавкой	Искусственно облучением висмута в ядерных реакторах
Применение	Для получения серной и азотной кислот; для выплавки чугуна и стали; для резки и сварки металла; как окислитель ракетного топлива; в органическом синтезе.	Для получения серной кислоты; в сельском хозяйстве для борьбы с вредителями; производство спичек; вулканизация каучука; в производстве черного пороха.	Производство фотоэлементов и выпрямителей электрического тока	В полупроводниковой технике