Возможность улучшения качества учебно-воспитательной работы на уроках химии путем экологизации содержания темы "S-элементы"
Дипломная работа - Педагогика
Другие дипломы по предмету Педагогика
зование калия с ферментами и субстратами играет важную роль в транспорте ионов, является образование комплексов этих катионов с антибиотиком валиномицином. Уже давно известно, что антибиотики, подобные валиномицину, Вызывают транспорт ионов калия в митохондрии. Валиномицин образует прочный комплекс с нонами калия, в то время как ион натрия связывается этим антибиотиком в очень незначительной степени. Вследствие этого валиномицин можно рассматривать как биологическую модель переносчика ионов калия через плазматические мембраны в клетку.
Взрослый человек обычно потребляет с пищей 2-3 г калия в сутки. Концентрация ионов калия К+ во внеклеточных жидкостях, включая плазму, составляет в норме 3,5-5,5 ммоль/л, а концентрация внутриклеточного калия 115-125 ммоль/л.
При калиевом истощении применяют калий хлорид КСl 4-5 раз в день по 1 г.
Рубидий и цезий. По содержанию в организме человека рубидий (10%) и цезий (I0%) относятся к микроэлементам. Они постоянно содержатся в организме, но биологическая роль их еще не выяснена. Являясь полным аналогом калия, рубидий также накапливается во внутриклеточной жидкости и может в различных процессах замещать эквивалентное количество калия. Синергист калия - рубидий активирует многие те же самые ферменты, что и калий, пируватфосфокиназу, альдегиддегидрогеназу и др.
Радиоактивные изотопы 137Cs и 87Rb используют в радиотерапии злокачественных опухолей, а также при изучении метаболизма калия. Благодаря быстрому распаду их можно даже вводить в организм, не опасаясь длительного вредного воздействия.
Франций. Это радиоактивный химический элемент, полученный искусственным путем. Имеются данные, что франций способен избирательно накапливаться в опухолях на самых ранних стадиях их развития. Эти наблюдения могут оказаться полезными при диагностике онкологических заболеваний.
Таким образом, из элементов IA-группы физиологически активны Li, Rb, Cs, a Na и К - жизненно необходимы. Близость физико-химических свойств Li и Na, обусловленная сходством электронного строения их атомов, проявляется и в биологическом действии катионов (накопление во внеклеточной жидкости, взаимозамещаемость). Аналогичный характер биологического действия катионов элементов больших периодов - К+, Rb+, Cs+ (накопление во внутриклеточной жидкости, взаимозамещаемость) также обусловлен сходством их электронного строения и физико-химических свойств. На этом основано применение препаратов натрия и калия при отравлении солями лития и рубидия.
1.2.2 Общая характеристика s-элементов ПА-группы
Щелочно-земельные металлы
ПериодГруппаnIIА24Be312Mg420Ca538Sr656Ва788Ra
Клетка
Во вторую группу периодической системы входят бериллий, магний и щелочно-земельные металлы - кальций, стронций, барий, радий, имеющие большое значение в жизнедеятельности. Наиболее важными среди этих элементов для живых организмов являются макроэлементы магний и кальций и микроэлементы стронций и барий. Магний входит в состав многих ферментативных систем, а кальций является главным компонентом костной ткани. Стронций оказывает влияние на процессы в костной ткани, а барий, очевидно, играет определенную роль в функционировании органов зрения. Если о биологической роли магния и кальция многое известно, то влияние микроэлементов стронция, бария и радия на живые организмы изучено очень мало. В живых организмах эти элементы находятся в степени окисления + 2.
В табл. 1 и 2 приведены некоторые свойства s-элементов IIА-группы. Атомы этих элементов имеют по два валентных электрона на s-подуровне внешнего энергетического уровня, т. е. электронная формула валентной оболочки s-элементов
Таблица 1
Свойства атомов щелочно-земельных элементов
Характеристика4Ве12Mg20Са38Sr26Ва88RaВалентные электроны2s23s24s25s26s27s2Молярная масса, г/моль9,024,340,187,6137,3226Металлический радиус атома, пм133160197215221235Кристаллический радиус иона Э2+, пм3474104120138144Энергия ионизации; кДж/мольЭ > Э+899738590549503509Э+ > Э2+171450114106965979
Таблица 2
Свойства элементных веществ группы IIА
ХарактеристикаBeMgСаSrBaRaПлотность, г/см31,851,741,542,633,766,00Температура плавления, К1558924112310439831233Температура кипения, к324313801753165319131413Стандартный электродный потенциал(Э2+ + 2e- = Э), В-1,85-2,36-2,87-2,89-2,91-2,92Координационное число466,86,86,96,8
В нормальном состоянии у атомов этих элементов нет неспаренных электронов, но при переходе атомов в возбужденное состояние один из s-валентных электронов переходит на р-подуровень.
Это и обусловливает проявление степени окисления +2. Например, атом магния в возбужденном состоянии имеет следующую электронную формулу.
Степень окисления больше +2 элементы IIА-группы не проявляют.
Несмотря на то, что число валентных электронов у атомов s-элементов IIА-группы одинаково, свойства магния и в особенности бериллия существенно отличаются от свойств щелочноземельных металлов. Последнее прежде всего обусловлено значительным различием радиусов их атомов и ионов.
Отличие свойств бериллия связано и с тем, что его валентным электронам предшествует двухэлектронная оболочка. Кроме того, химические свойства бериллия и магния отличаются от свойств щелочно-земельных металлов вследствие того, что кальций, стронций, барий и радий имеют свободные d-орбитали, близкие по энергии к ns-орбиталям.
Бериллий во многом сходен с алюминием (диагональное сходство в периодической системе). Радиус атома и иона бериллия значительно меньше в сравнении с другими s-элемент?/p>