Химия и биологическая роль элементов IIA группы ТМ - Химия реферат

Главная

Химия
Химия и биологическая роль элементов IIA группы ТМ

История открытия элементов, их распространённость в природе. Изменения в группе величины радиусов атомов и ионов. Сравнение свойств простых веществ IIA группы. Антагонизм магния и кальция, их биологическая роль в организме. Токсичность бериллия и бария.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Кафедра медицинской и фармацевтической химии.
Зав. кафедрой - д.м.н., проф. Красиков С.И.
Химия и биологическая роль элементов IIA группы ТМ
1. Общая характеристика, краткие сведения об истории открытия элементов и их распространённости в природе
2. Изменения в группе величины радиусов атомов и ионов, потенциал ионизации
3. Сравнение свойств простых веществ IIA группы
4. Реакции комплексообразования соединений IIA группы
5. Качественные реакции на ионы магния, кальция, стронция, бария
6. Биологическая роль магния и кальция: содержание в организме, суточная потребность, локализация в органах и тканях, значение для организма
8. Соединения магния, кальция и бария как лекарственные средства
магний кальций токсичность бериллий барий
1. Общая характеристика, краткие сведения об истории открытия элементов и их распрос транённости в природе
s-Элементы расположены в IIА подгруппе периодической системы Д.И.Менделеева (Это Берилий, Магний, Кальций, Стронций, Барий, Радий). На внешнем электронном уровне у них имеется два электрона, которые легко отдают атомы s-элементов, превращаясь в двузарядные ионы. С увеличением числа валентных электронов на энергитическом уровне энергия ионизации атомов увеличивается (Энергия ионизации - это энергия, необходимая для отрыва наиболее слабо связанного электрона от атома), а следовательно, восстановительные свойства атомов уменьшаются.
Входящие в состав этой группы кальций, стронций и барий издавна получили название щелочно-земельных металлов. Такое название связано с тем, что гидроксиды этих элементов обладают щелочными свойствами, а их оксиды по тугоплавкости сходны с оксидами алюминия и тяжёлых металлов, носивших прежде общее название земель.
Элементы IIА группы - металлы серебристо-белого цвета, легкие и довольно твёрдые. Они непосредственно соединяются с кислородом, водородом, галогенами, серой, азотом, фосфором и углеродом. На воздухе покрываются защитной плёнкой, которая состоит из оксидов и частично нитридов и карбонатов.
В свободном виде эти металлы получают главным образом электролизом их расплавленных солей. Радий выделяют обработкой урановых руд. В воде катионы s-элементов гидратированы и образуют аквакомплексы ([Ca(H 2 O) 6 ] 2+ ) за счёт электростатического притяжения дипольных молекул воды. Поскольку электронная оболочка ионов s-элементов имеет устойчивую конфигурацию инетрного газа и лиганды (молекулы воды) мало влияют на состояние электронов, все они в водных растворах бесцветны. Ионы s-элементов в водных растворах могут образовывать комплексные соединения с органическими и неорганическими лигандами, но устойчивость этих комплексов мала, так как s-элементы образуют с лигандами связь, приближающуюся к ионной. Наименьшая устойчивость комплексных соединений наблюдается у ионов с большим радиусом и малым зарядом. У катионов IIА группы с повышением заряда и уменьшением радиуса устойчивость комплексов увеличивается.
Соли элементов IIА группы подвергаются гидролизу в том случае, когда соль образована сильным основанием и слабой кислотой. При растворении такой соли в воде она полностью диссоциирует. Образуется слабая кислота и гидроксид-ионы:
Р-ры таких солей имеют елочную реакцию среды. Гидролиз идёт по аниону.
Щелочноземельные металлы могут соединяться с водородом, образуя гидриды, аналогичные гидридам щелочных металлов. Замечательна склонность щелочноземельных металлов соединяться с азотом, возрастающая по мере увеличения их атомной массы. Уже при комнатной температуре щелочноземельные металлы медленно соединяются с азотом, образуя нитриды.
Говоря о том, сколь часто встречаются природе атомы того, или иного элемента, обычно указывают его распространенность в земной коре. Под земной корой понимают атмосферу, гидросферу и литосферу нашей планеты. Так, в земной коре наиболее распространены четыре из этих тринадцати элементов: Na ( w =2,63 %), K ( w = 2,41 %), Mg ( w = 1,95 %) и Ca ( w = 3,38 %). Остальные встречаются значительно реже, а франций вообще не встречается.
Берилий открыт в 1798 г. французским химиком Луи Никола Вокленом. Большую работу по установлению состава соединений бериллия и его минералов провёл русский химик И. В. Авдеев. Именно он доказал, что оксид бериллия имеет состав BeO.
Магний. В 1695 году из минеральной воды Эпсомского источника в Англии выделили соль, обладавшую горьким вкусом и слабительным действием. Аптекари называли её горькой солью. Минерал эпсомит имеет состав MgSO 4 · 7H 2 O. Латинское название элемента происходит от названия древнего города Магнезия в Малой Азии, в окрестностях которого имеются залежи минерала магнезита. Впервые магний был выделен в чистом виде сэром Хемфри Дэви в 1808 году. Большие количества магния находятся в морской воде. Магнезиальные соли встречаются в больших количествах в солевых отложениях самосадочных озёр. Месторождения ископаемых солей карналлита осадочного происхождения известны во многих странах.
Из-за высокой химической активности кальций в свободном виде в природе не встречается. На долю кальция приходится 3,38 % массы земной коры. Новый элемент обнаружили в минерале стронцианите, найденном в 1764 году в свинцовом руднике близ шотландской деревни Строншиан, давшей впоследствии название новому элементу. В свободном виде стронций не встречается. Он входит в состав около 40 минералов. Из них наиболее важный -- целестин. Чаще всего стронций присутствует как примесь в различных кальциевых минералах.
Барий был открыт в виде оксида BaO в 1774 г. Карлом Шееле. Своё название получил от древнегреческого "тяжёлый", так как его оксид (BaO) был охарактеризован, как имеющий необычно высокую для таких веществ плотность. В Российской Федерации радий впервые был получен в экспериментах известного советского радиохимика В. Г. Хлопина. Название "радий" связано с излучением ядер атомов радия.
2. Изменения в группе величины радиусов атом ов и ионов, потенциал ионизации
В группе восстановительные свойства s-элементов увеличивается сверху вниз, так как увеличивается атомный радиус и уменьшается в том же направлении энергия ионизации. Степень поляризации иона связана с его зарядом и радиусом. Чем больше заряд иона и меньше его радиус, тем больший поляризующий эффект оказывает ион и тем меньше он сам способен к поляризации. Под поляризацией понимают смещение электронных оболочек относительно ядра, что приводит к образованию новых диполей. По активности эти элементы уступают только щелочным металлам. Изменение радиуса иона оказывает большое влияние на его основные свойства. Гидроксиды катионов s-элементов обладают выраженными основными свойствами, что объясняется непрочностью ионной связи Э-ОН. Растворимость гидроксидов s-элементов связана также с изменением радиуса иона. С увеличением поляризующей способности иона увеличивается прочность связи катиона с гидроксид-ионом и уменьшается растворимость основания.
3. Сравнение свойств простых веществ IIA группы
Общим свойством всех щелочноземельных металлов является то, что на воздухе они быстро покрываются защитной плёнкой, состоящеё в основном из оксидов. Так же все они - довольно твёрдые и лёгкие.
На бериллий вода почти не действует, в кислотах же он легко растворяется с выделением водорода. Для бериллия характерно, что в водных растворах щелочей он тоже растворяется. Металлический бериллий обладает многими замечательными свойствами: тонкие пластинки бериллия хорошо пропускают рентгеновские лучи и служат незаменимым материалом для изготовления окошек рентгеновских трубок. Be(OH)2 - единственное в подгруппе основание, обладающее амфотерными свойствами.
Магний разлагает воду очень медленно, вследствие образования малорастворимого гидроксида магния. Легко растворяется в кислотах. Щелочи на магний не действуют. При нагревании на воздухе сгорает, образуя оксид магния MgO. Кальций представляет собой ковкий и твёрдый белый металл.
При нагревании он сгорает ярким красноватым пламенем. С холодной водой реагирует сравнительно медленно, но из горячей воды быстро вытесняет водород, образуя гидроксид
Кальций - очень активный металл, легко соединяющийся с галогенами, серой, азотом и восстанавливающий при нагревании оксиды многих металлов. При нагреваyии в струе водорода металлический кальций соединяетсz с водородом, образуя гидрид.
Металлические стронций и барий очень активны, быстро окисляются на воздухе, довольно энергично взаимодействуют с водой (особенно барий) и непосредственно соединяются со многими элементами.
Соли стронция окрашивают пламя в карминово-красный, а соли бария - в желтовато-зелёный цвет.
4. Реакции комплексообразования соединений IIA группы
Be + 2NaOH +2H 2 O = Na 2 [Be(OH) 4 ] + H 2(газ) - тетрагидроксобериллат натрия.
BeF 2 + 2KF = K 2 [BeF 4 ] - тетрафторбериллат калия.
Be(OH) 2 + 2NaOH = Na 2 [Be(OH) 4 ]
Be 2+ + 2CO 3 2- > [Be(CO 3 ) 2 ] 2-
5 . Качественные реакции на ионы м агния, кальция, стронция, бария
Катионы магния, кальция, бария и стронция относятся ко II аналитической группе, которая характеризуется наличием группового реагента (NH 4 ) 2 CO 3 , осаждающего любой из приведённых катионов из его раствора.
Реакции обнаружения катиона магния Mg 2+
Групповой реагент . Карбонат аммония с раствором соли магния образует белый амфотерный осадок основной соли (MgOH) 2 CO 3 , растворимый в избытке NH 4 Cl
2MgCl 2 + 2(NH 4 ) 2 CO 3 + H 2 O = (MgOH) 2 CO 3 ( осадок ) + CO 2 ( газ ) + 4NH 4 Cl,
2Mg 2+ + 2CO 3 2- + H 2 O = (MgOH) 2 CO 3( осадок ) + CO 2( газ )
Реакции обнаружения катиона бария Ba 2+
Групповой реагент . Карбонат аммония осаждает катион бария из растворов его солей в виде белого аморфного постепенно кристаллизирующегося осадка BaСО 3
BaCl 2 + (NH 4 ) 2 CO 3 = BaCO 3( осадок ) + 2NH 4 Cl,
Ba 2+ + CO 3 2- = BaCO 3( осадок) .
Осадок хорошо растворим в кислотах, в том числе и слабых.
Дихромат калия K 2 Cr 2 O 7 образует с раствором соли бария жёлтый осадок BaCrO 4 , нерастворимый в уксусной кислоте, в отличие от хромата стронция:
2Ba 2+ + Cr 2 O 7 2- + H 2 O = 2BaCrO 4( осадок ) + 2H + .
Реакции обнаружения катиона кальция Ca 2+
Карбонат аммония осаждает из растворов солей кальция аморфный белый осадок CaCO 3 , который при нагревании переходит в кристаллический:
CaCl 2 + (NH 4 ) 2 CO 3 = CaCO 3( осадок ) + 2NH 4 Cl,
Осадок легко растворяется в минеральных и уксусной кислотах.
Обнаружение. Оксалат аммония образует с раствором соли кальция белый кристаллический осадок, растворимый в соляной, но не растворимый в уксусной кислоте.
CaCl 2 + (NH 4 ) 2 C 2 O 4 = CaC 2 O 4( осадок ) + 2NH 4 Cl,
Аналогичный осадок дают ионы бария и стронция, поэтому этой реакцией можно обнаружить кальций только при отсутствии этих двух ионов.
Реакции обнаружения катиона стронция Sr 2+
Групповой реагент. Карбонат аммония при взаимодействии с растворами солей стронция осаждает карбонат стронция белого цвета, растворимый в уксусной, соляной и азотной кислотах:
SrCl 2 + (NH 4 ) 2 CO 3 = SrCO 3( осадок ) + 2NH 4 Cl.
Обнаружение. Насыщенный раствор гипса образует с ионами Sr 2+ белый осадок сульфата стронция:
Sr 2+ + SO 4 2- = SrSO 4( осадок ) .
Однако при действии гипсовой воды ион стронция даёт не обильный осадок, а только помутнение, появляющееся не сразу из-за образования пересыщенного раствора. Появление осадка ускоряется нагреванием.
6 . Биологическая роль магния и кальция: содержание в организме, суточная потребность, локализация в органах и тканях, значение для организма
Биороль магния: Всего в организме человека содержится около 40г магния, из них более половины находится в костной ткани. Основная масса магния, находящегося вне костей, сосредоточена внутри клеток. Ионы магний 2+ являются вторыми по содержанию внутриклеточными катионами после ионов калия. Поэтому ионы магния играют важную роль в поддержании осмотического давления внутри клеток. В организме человека и животных ионы магния являются одними из основных активаторов ферментативных процессов. Ионы магния, введённые подкожно или в кровь, вызывают угнетение центральной нервной системы и приводят к наркотическому состоянию, понижению кровяного давления и т.д. Топография магния в организме человека следующая: дентин и эмаль зубов, кости скелета, поджелудочная железа, скелетные мышцы, почки, мозг, печень и сердце. Суточная потребность в магнии взрослого человека - около 10 мг на 1кг массы тела. Ионы магния тормозят выделение ацетилхолина, способствуют выделению холестерина из организма, стимулируют перистальтику кишок и желчеотделение, влияют на углеводно-фосфорный обмен и синтез белка. Ионы магния являются антагонистами ионов кальция.
Кальция: Это один из пяти (O, C, H, N, Ca) наиболее распространённых элементов в организме человека (1,5%). Основная масса имеющегося в организме кальция находится в костях и зубах. В составе плотного матрикса кости входит термодинамически и кинетически устойчивая при pH 7,40 форма фосфата кальция - гидроксифосфат кальция Ca 5 (PO 4 ) 3 OH. Фракция внекостного кальция, хотя она составляет всего 1% его общего содержания в организме, очень важна из-за её воздействия на свёртываемость крови, нервно-мышечную возбудимость и сердечную мышцу. Суточная потребность организма в кальции 0,8-0,9 г. Ионы кальция принимают участие в передаче нервных импульсов, сокращении мышц, регулировании работы сердца, свёртывании крови. Его уменьшение в организме сопровождается возбуждением нервной системы. Ионы кальция влияют на кислотно-основное равновесие, функцию эндокринных желёз. Находится в антагонизме с ионами калия, натрия и магния.
Избыточное поступление в организм магния может привести к дефициту кальция. Избыточное потребление кальция может препятствовать усвоению магния организмом.
Основные проявления дефицита магния:
потеря аппетита, тошнота, рвота, диарея, запоры;
заболевания сердечно-сосудистой системы (магнийзависимые аритмии, ангиоспазмы, стенокардия, гипертоническая болезнь, при рисках тромбозов и инфарктов);
начальные стадии развития сахарного диабета;
начальные стадии развития мочекаменной и желчнокаменной болезни;
иммунодефициты (возможно, повышенный риск опухолевых заболеваний).
Основные проявления избытка магния:
вялость, сонливость, снижение работоспособности;
Основные проявления дефицита кальция .
общая слабость, повышенная утомляемость;
декальцинация скелета, деформирующий остеоартроз, остеопороз, деформация позвонков, переломы костей;
болезнь Кашина-Бека (уровская болезнь);
снижение свертываемости крови, кровоточивость.
Основные проявления избытка кальция:
подавление возбудимости скелетных мышц и нервных волокон;
гиперкальциемия, повышение содержания кальция в плазме крови;
повышение кислотности желудочного сока, гиперацидный гастрит, язвы желудка;
кальциноз, отложение кальция в органах и тканях (в коже и подкожной клетчатке; соединительной ткани по ходу фасций, сухожилий, апоневрозов; мышцах; стенках кровеносных сосудов; нервах);
подагра, обызвествление туберкулезных очагов и т.д.;
увеличение содержания солей кальция в моче;
нефрокальциноз, почечно-каменная болезнь;
увеличение риска развития дисфункции щитовидной и околощитовидных желез, аутоиммунного тиреоидита;
вытеснение из организма фосфора, магния, цинка, железа.
8 . Соединения магния, кальция и б ария как лекарственные средства
Соединения бериллия в медицине не применяются.
Соединения магния находят широкое применение в медицине.
Сульфат магния применяется при судорогах различного происхождения, гипертонической болезни, заболеваниях желчного пузыря и желчных путей, для обезболивания родов. При назначении внутрь даёт слабительный, желчегонный и мочегонный эффект.
Белая глина обладает обволакивающими, адсорбирующими свойствами. Применяется наружно в виде присыпок, мазей, паст в дерматологии, внутрь - при интоксикации. Тиосульфат магния MgC 2 O 3 назначается внутрь при гипертонической болезни, атеросклерозе, хронической коронарной недостаточности, заболеваниях пищевого канала и желчных путей. Отличается от сульфата магния тем, что почти не даёт слабительного эффекта. Трисиликат магния Mg 2 Si 3 O 8 *H 2 O применяется при гиперацидных гастритах, язвенной болезни желудка и двенадцатипёрстной кишки. Не токсичен и хорошо переносится больными.Оксид магния назначается при язвенной болезни желудка и двенадцатипёрстной кишки, гиперацидном гастрите, отравлении кислотами. Обладает антацидными свойствами, оказывает легкое послабляющее действие, не вызывает явления алкалоза. Кальций. Хлорид кальция уменьшает проницаемость сосудов, оказывает противоаллергическое и противовоспалительное действие Его применяют при аллергических заболеваниях, лучевой болезни, ревматизме, кровотечениях, переломах костей, кожных заболеваниях, а также при отравлениях солями магния, щавелевой кислотой, солями фтористоводородной кислоты, свинцом, ртутью, фосгеном.
Карбонат кальция осаждённый обладает антацидным и адсорбирующим действием. Его назначают внутрь при заболеваниях пищевого канала, наружно применяют в виде присыпок и для приготовления зубных порошков.
Сульфат кальция применяется для гипсовых повязок, при переломах и в зубоврачебной практике, чтобы получить слепки полости рта. Кроме того, он входит в состав силура, который применяется для изготовления форм при отливке мелких золотых зубоврачебных изделий: вкладок, зубов, кламмеров, дуг и т.д.
Оксид кальция является составной частью силикатного цемента, также применяемого в стоматологии.
Растворимые в воде соединения кальция применяются в медицине для электрофореза.
Водорастворимые соли бария очень ядовиты. При остром отравлении поражаются миокард, нервная система, сосуды. Обладает холинолитическим эффектом, вызывает гипокалиемию. При отравлении барийхлордва повышается проницаемость сосудов, приводя к кровоизлияниям и отёкам. Поражение нервной системы проявляется энцефалопатией, парезами, параличами. Барий вытесняет из костей кальций и фосфор, что ведёт к остеопорозу. Обладает слабым мутагенным действием.
Биологическая роль бериллия не выяснена. Все его соединения ядовиты. Особенно токсичны летучие соединения и пыль, содержащая бериллий и его соединения. Присутствие даже небольшого количества бериллия в окружающей среде приводит к заболеванию - бериллозу. Ионы бериллия вытесняют ионы кальция из костной ткани, вызывая её размягчение.
1) Ахметов Н. С. Неорганическая химия, 2 изд., М.:1975.
2) Барковский Е.В., Ткачёв С.В., Атрахимович Г.Э. Введение в химию биогенных элементов и химический анализ. М.:Высшая школа. 1997.
3) Глинка Н.Л. Общая химия. Л.:Химия. 1979.
4) Селезнёв К.А. Аналитическая химия. М.:Высшая школа. 1966.
5) Скальный А.В., Рудаков И.А. Биоэлементы в медицине. М.: Мир, ОНИКС, АСТ. 2004.
6) Хухрянский В.Г., Цыганенко А.Я., Павленко .В. Химия биогенных элементов, 2-е изд., К.: Высшая школа 1990.
7) Под редакцией В.А.Филова. Неорганические соединения элементов I-IV групп. Справочник.
Соединения магния, кальция и бария как лекарственные средства. Изменения в группе величины радиусов атомов и ионов, потенциал ионизации. Качественные реакции на ионы магния, кальция, стронция. Биологическая роль магния и кальция, значение для организма. реферат [24,6 K], добавлен 14.04.2015
История открытия элементов. Предсказание существования рения, его распространенность в природе. Изменения в группе величин радиусов атомов. Свойства простых веществ, реакции с кислотами. Соединения Mn(II), Mn(IV), Mn(VII). Кислотные признаки соединения. контрольная работа [35,1 K], добавлен 17.03.2014
Характеристика, сведения об истории открытия элементов и их распространённости в природе. Изменение в группе величины радиусов атомов и ионов, потенциала ионизации. Свойства соединений азота в отрицательных степенях окисления: нитриды, гидроксиламин. реферат [258,9 K], добавлен 28.04.2016
Изменение в группе величины радиусов атомов и ионов, потенциала ионизации. Окислительно-восстановительные реакции, реакции комплексообразования и образования малорастворимых соединений. Биологическое значение и применение титана и тантала в медицине. реферат [153,0 K], добавлен 09.11.2014
Общая характеристика, краткие сведения об истории открытия элементов и их распространённости в природе. Физико-химические свойства железа, кобальта и никеля. Свойства соединений железа в степенях окисления. Цис-, транс-изомерия соединений платины. реферат [36,7 K], добавлен 21.09.2019
Кальций как один из самых распространенных элементов на Земле, его главные физические и химические свойства, история открытия и исследований. Нахождение элемента в природе, сферы его практического применения. Существующие соединения и биологическая роль. контрольная работа [818,8 K], добавлен 26.01.2014
Порядок и этапы проведения анализа четырех неизвестных растворов на основе характерных реакций. Определение роли и значения в организме химических элементов: натрия, бария, кальция, свинца, магния, хрома, марганца и ртути, характер влияния на человека. практическая работа [105,3 K], добавлен 11.04.2012
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Химия и биологическая роль элементов IIA группы ТМ реферат. Химия.
Контрольная работа: Договор в предпринимательской деятельности
Реферат по теме Реформы Амен-хотпа IV
Реферат по теме Ситуация
Развитие Способности К Обобщению Реферат
Контрольная Работа 3 Класс 8 Вида
Реферат: Ландшафтные памятники природы Воронежской области: современное состояние, проблемы и перспективы развития
Наташа На Дне Сочинение
Реферат Титульный Лист Образец Для Университета
Доклад: Іван Кочерга
Контрольная работа по теме Влияние изменений в доходе на потребление. Кривые Энгеля, дисконтная величина
Дипломная работа по теме Управление кадрами как функция управления страховой компанией
Курсовая работа по теме Инвестиционная деятельность коммерческих банков
Дипломная работа по теме Криминологический анализ убийства матерью новорождённого ребёнка
Государство как регулировщик экономики
Реабилитация После Перелома Шейки Бедра Курсовая
Курсовая работа: Формирование спроса на предприятиях общественного питания
Курсовая работа по теме Шляхи підвищення ефективності використання основних виробничих фондів підприємства
Курсовая работа по теме Гражданско-правовой механизм защиты авторских прав в Российской Федерации
Реферат по теме Сталинская концепция политики
Сколько Абзацев В Сочинении 9.3
Роль органов внутренних дел (милиции) в защите прав, свобод и интересов граждан - Государство и право дипломная работа
Бухгалтерская отчетность - Бухгалтерский учет и аудит курсовая работа
Уголовное преследование по делам публичного обвинения - Государство и право дипломная работа