Медичне застосування р-елементів.

Блок інформації

Комплексними сполуками називають стійкі хімічні сполуки, що містять центральний йон (атом) і молекули або йони (ліганди), що його оточують. Комплексоутворювачем майже завжди є катіон металу, а лігандами найчастіше молекули NH₃, H₂O та аніони CN^-, NO₂^-, OH^- та інші. Число лігандів, що утримуються комплексоутворювачем, називається координаційним числом. Комплексоутворювач разом з лігандами утворює внутрішню сферу комплекса (комплексний йон), заключається в квадратні скобки. Йони, що входять до складу комплексної солі і утримуються комплексним йоном – зовнішня сфера комплексу.

Добування КС:Комплексні сполуки найчастіше утворюються сполученням середніх солей в більш складні системи – реакція комплексоутворення: Fe(CN)₂ + 4KCN K₄[Fe(CN)₆]

Дисоціація КС: Наприклад: первинна дисоціація: K₄[Fe(CN)₆] дисоціює у водному розчині на катіон калію та комплексний аніон: K₄[Fe(CN)₆] 4K⁺ + [Fe(CN)₆]^4-

Комплексні іони можуть бути як позитивно зарядженими (катіонами)-катіонні комплекси, так і негативно (аніонами) – аніоннікомплекси.

Класифікація комплексних сполук:1) За зарядом внутрішньої сфери: - Катіонні комплекси: роль лігандів виконують нейтральні молекули(H ₂O, NH ₃ та ін.) [(Zn (Н₂О) ₄] Cl ₂ - тетракванцинк хлорид , [Co (NH ₃) ₆] (NО₃) ₂ - гексааммінкобальт (II) нітрат - Аніонні комплекси: лігандами є кислотні залишки: K ₂ [BeCl ₄] – калій тетрахлороберіллат (II)
Li [Al(NO₂)₄] – літій тетранітроалюмінат
K ₃ [Fe(CN)₆]- калій гексаціаноферрат (III) - Електронейтральні комплекси, у яких абсолютна величина заряду комплексоутворювача і лігандів однакові: [Ni (CO)₄] - тетракарбонілнікель
[Pt (NH₃)₂Cl ₂] - діхлородіаммінплатіна (II)

2) За природою лігандів: - Аквакомплекси – ліганди - молекули H₂O. [Al(H₂O)₆]Cl₃, [Cr(H₂O)₆](NO₃)₃. - Гидроксокомплекси– це комплексні сполуки, в яких лігандами є гідроксид –іони OH^–. Na[Al(OH)₄], Ba[Zn(OH)₄]. - Аміакати– це комплексні катіони, в яких лігандами є молекули амоніаку NH₃. [Cu(NH₃)₄]SO₄, [Ag(NH₃)₂]Cl. -Ацидокомплекси– це комплексні аніони, в яких лігандами є аніони неорганічних та органічних кислот (кислотні залишки). K₃[Al(C₂O₄)₃], Na₂[Zn(CN)₄], K₄[Fe(CN)₆]. - Змішані– містять ліганди різних класів: K[Al(OH)₄(H₂O)₂], Na₂[Pt(CN)₄Br₂]

Номенклатура. Комплексні (координаційні) сполуки називають за систематичною номенклатурою за певними правилами. Ці назви утворюються так: Число лігандів (найчастіше) : 2 – «ди», 4 – «тетра», 6 – «гекса» Назви лігандів: Cl^- - хлоро - ; F^- - флуоро -; CN^- - ціано -; NO₂^- - нітро - ; OH^- -гідроксо-; SCN^- - тіоціанато- ; NH₃⁰ – амін- ; H₂O⁰ – аква- ; СО⁰ – карбоніл.

Комплексний катіон

Число лігандів Їхня назва Назва комплексоутворювача Зовнішня сфера

Комплексний аніон

Зовнішня сфера Число лігандів Їхня назва Назва комплесоутворювача + - ат

Комплексна (електронейтральна) молекула

Число лігандів Їхня назва Назва комплексоутворювача у називному відмінку

 

КС з комплексним катіоном (катіонні)	КС з комплексним аніоном (аніонні)	Електронейтральні КС
[Ag(NH3)2]Cl Діамінаргентум хлорид	K3[Fe(CN)6] Калій гексаціаноферат(III)	Fe(CO)5 Пентакарбоніл феруму
[Cu(NH3)4](OH)2 Тетраамінкупрум(II) гідроксид	Na3[Al(OH)6] Натрій гексагідроксоалюмінат
[Hg(NH3)4]Cl2 Тетраамінмеркурій II) хлорид	Na3[Co(NO2)6] Натрій гексанітрокобальтат(III)

 

Завдання для позаудиторної самостійної роботи:

Дати письмові відповіді на запитання:

1. Дати визначення комплексним сполукам (КС). 2. Назвати біологічно важливі біокомплекси, що містяться в живих організмах, вказати центральні атоми (йони). 3. Вкажіть будову КС: Na₂[Zn(CN)₄]. 4. Вкажіть використання КС в медицині.

Зміст і методика проведення аудиторного заняття

План проведення заняття

1. Назвати складові частини комплексних сполук: Na[Al(OH)₄], [Ag(NH₃)₂]Cl. 2. Обчислити заряди комплексних йонів, утворених атомами: Феруму(ІІ), Ніколю(ІІ): [Al(H₂O)₆ [Fe(CN)₅NH₃], [Nі(CNS)₆], якщо ліганди CN,CNS мають заряд -1, а молекули амоніаку електронейтральні, тобто заряд – 0. 3. Для комплексної сполуки [Ag(NH₃)₂]OH вкажіть: комплексоутворювач і його ступінь окиснення. 4. Дайте назви комплексним сполукам: [Cu(NH₃)₄]SO₄, K₂[HgI₄]. Напишіть рівняння первинної дисоціації.
5. Гемоглобін є комплексною сполукою Феруму (ІІ). До якого типу комплексних сполук він належить? а) катіонних комплексів б) аквакомплексів в) хелатних комплексів г) аміакатів

Еталони рішення завдань.1. Пояснити складові частини комплексної сполуки,назвати КС: [Cu(NH₃)₄] SO₄ Рішення: Іон Cu²⁺ – центральний атом. Ліганди – молекули амоніаку NH₃. Координаційне число n =4. Зовнішня сфера – сульфат-іон SO₄^2– ; тетраамінкупрум(ІІ) сульфат 2. Визначити заряд комплексного іону в сполуці [Cо(NH₃)₅СІ]СІ_2, якщо Со³⁺ : Рішення: (+3)+(05)+(-1· 1)= +2 3. Визначити заряд комплексоутворювача в сполуці К[Pt NH₃ Сl₅]: Рішення : К⁺[Pt NH₃ Сl₅]^- : Х + (0 · 1) (-1 · 5) = -1 Х=4; Pt⁴⁺ 4.Назвати комплексну сполуку [Cr(H₂O)₆]Cl₃: Рішення: гексааквахром(III) хлорид. 5. Назвати комплексну сполуку Na₃ [FeF₆]: Рішення: натрій гексафлуороферрат(III). 6. Написати рівняння первинної дисоціації комплексної сполуки K₄ [Fe(CN)₆] : Рішення: K₄ [Fe(CN)₆] 4K⁺ + [Fe(CN)₆]^4–

 

Самостійна робота: Дати відповіді на тестові завдання з теми «Комплексні сполуки»

 

 

Практична робота № 2

Тема: «Окисно-відновні процеси в біосистемах»

Актуальність теми.Окисно-відновні реакції є основою життєдіяльності, оскільки з ними пов’язані дихання та обмін речовин в організмі, гниття та бродіння органічних сполук, засвоєння вуглекислого газу зеленим листям рослин. Тому розуміння принципу протікання зазначених реакцій для медичного спеціаліста сприяє формуванню загального уявлення про фізіологічні процеси, що супроводжуються перетворенням енергії в живій природі, зокрема, окиснення жирів та вуглеводів, що потрапляють в організм людини при вживанні їжі. Самостійна позааудиторна робота студентів Засвоїти матеріал навчальної програми:поняття електронегативності;правила визначення ступенів окиснення елементів у сполуках; найпоширеніші окисники, відновники; сутність методу електронного балансу.

Блок інформації

Окисно-відновні реакції – це реакції, які перебігають із зміною ступені окислення атомів, що входять до складу молекул реагуючих речовин. Або: це взаємодія між окисником і відновником, яка призводить до утворення нового окисника і відновника. Ступінь окислення – умовний заряд атома в молекулі вичислений, виходячи із пропозиції, що молекула електронейтральна і складається із іонів. Електронегативність – це здатність атома відтягувати на себе загальну електронну густину і набувати негативний заряд. Процес окиснення – це віддача електронів атомом, молекулою або іоном. Процес відновлення – це процес приєднання електронів атомом, молекулою або іоном. Окисники – це речовини, що володіють яскраво вираженою властивістю приєднувати електрони. Відновники – це речовини здатні віддати електрони. Окиснення і відновлення - дві протилежні сторони одного окисно-відновного процесу. Кількість електронів, які приймає окисник, дорівнює кількості електронів, які віддає відновник, - існує електронний баланс. Методом електронного балансу добирають коефіцієнти в окисно-відновних реакціях.

Завдання для позаудиторної самостійної роботи:

Дати письмові відповіді на запитання:

1. Дати визначення поняття «ступінь окиснення». Розрахуйте ступені окиснення елементів у наведених прикладах: RO; R₂O₃; RO₂;R(OH)₂; R(OH)₃;HNO₂ ;HNO₃; FeCl₃; Ca(NO₃)₂2.У наведених схемах переходу електронів вкажіть процеси окиснення і відновлення, окисник і відновник: 1. Fe⁰ - 3e Fe ⁺³ 2. Fe⁺³ +3e Fe⁰ 3. Fe⁺³ +1e Fe⁺² Наприклад:Fe⁰ -3e Fe⁺³ процес окиснення; Fe⁰ – відновник; Fe⁺³ +3e Fe⁰ – процес відновлення; Fe⁺³ – окисник
4. Як змінюється ступінь окиснення елемента в результаті: а) приєднання електронів; б) віддавання електронів?

Еталон розв’язку:

Для визначення ступеня окиснення необхідно знати:

1. Оксиген завжди, виявляє ступінь окислення -2, крім сполуки F₂ ^-1 O⁺²; де у Оксигену ступінь окиснення +2 тобто Оксиген менше електронегативний, ніж Флуор. 2. У пероксидах Н⁺¹₂0^-1₂ Оксиген має ступінь окислення -1. 3. Гідроген завжди виявляє ступінь окислення +1, крім сполук Гідроген з активними металами (клас гідридів Na⁺¹ H^-1; Ca⁺² H₂^-1). 4. Метали І групи головної підгрупи у таблиці Менделєєва завжди мають ступінь окиснення +1. Метали ІІ групи головної підгрупи – мають ступінь окиснення +2. Метали ІІІ групи головної підгрупи – мають ступінь окислення +3.

Оксиди: R₂O^-2 на два атоми металу (R) припадає два позитивних заряди, а на один атом (+2) : 2 = (+1) тоді – R₂⁺¹ О^-2.

Основи: так як група ОН завжди має заряд -1, то елемент буде мати стільки позитивних зарядів, скільки в складі молекул є груп (ОН)^-1; R⁺¹(ОН)^-1; R⁺²(ОН)₂^-1; R⁺³(ОН)₃^-

Кислоти: кислотний залишок в цілому буде мати стільки негативних зарядів, скільки у складі кислоти буде атомів Гідрогену: Н⁺¹(NO₃)^-1; H₂⁺¹(SO₄)^-2; H₃⁺¹(PO₄)^-3 і т. д. Для розрахунку ступеня окиснення утворюючого елемента в кислоті необхідно пам'ятати, що Гідроген має ступінь окислення (+1), а Оксиген – (-2). H₂⁺¹ SO₄^-2 H⁺¹= (+1)·2 ат = (+2) зарядів; О^-2=(-2)·4 ат = -8 зарядів Отже всього позитивних зарядів повинно бути також 8, на Гідроген припадає тільки 2 позитивних заряди. Рахуємо різницю: (-8) – (+2) = (-6) міняємо знак на протилежний і отримуємо (+6), значить ступінь окиснення Сульфуру дорівнює (+6). Перевіряємо Н₂⁺¹ S⁺⁶ O₄^-2 (+1)·2 ат. = (+2) + (+6) = (+8); (-2)·4 = (-8) зарядів. Кількість позитивних зарядів (+8) рівна кількості негативних зарядів (-8) Солі: у солях ступінь окиснення кислотного залишку завжди така, як у кислоті. Умова така ж сама: кількість позитивних зарядів дорівнює кількості негативних зарядів, молекула електронейтральна, тобто заряд молекули дорівнює нулю. Розрахуємо ступінь окиснення алюмінія в солі Al₂(SO₄)₃. Кислотний залишок SO₄ має заряд (-2), таких залишків три, (-2)·3 иона = (-6). Негативних зарядів шість, значить позитивних зарядів також шість. Загальний позитивний заряд потрібно розділити на кількість атомів алюмінія. (+6) : 2 ат. = (+3) Al₂⁺³(SO₄)₃^-2

Процес віддачі електронів (ступінь окиснення збільшується) називаєтьсяокисненням:	Fe2+ - e- Fe3+ Cr3+ - 3e- Cr6+
Процес приєднання електронів (ступінь окиснення зменшується) називаєтьсявідновленням:	Fe3+ + e- Fe2+ Cr6+ + 3e- Cr3+
Елемент (йон), що віддає електрони, називається відновником:	Fe2+ Cr3+ в і д н о в н и к и
Елемент (йон), приймає електрони, називається окисником:	Fe 3+ Cr 6+ о к и с н и к и

 

Зміст і методика проведення аудиторного заняття

План проведення заняття

Задача 1.Розрахуйте ступені окиснення елементів у наведених прикладахR₂O₅; RO₃; R₂O₇; H₃PO₄; HCIO; HCIO₂; HCIO₃;

Задача 2.Виходячи із електронної теорії ОВР у наведених схемах переходу електронів вкажіть, процеси окиснення і відновлення, окисник і відновник. 1. S⁺⁶ +6e S⁰ 2. Cr⁺³ -3eCr⁺⁶ 3. Mn⁺⁷ +5e Mn⁺²

Задача 3.Укажіть, які з перелічених нижче сполук можуть проявити а) тільки відновні властивості; б) тільки окисні властивості; в) і окисні, і відновні. Відповідь обґрунтуйте. HNO3 ; Na; Н2SO4 ; H2S ; H2O2 ; KI ; Na2SO3 ; H2 ; Cl2 .

Окисниками можуть бути, насамперед, сполуки вищих, а відновниками – нижчих ступенів окиснення, властивих певному елементу. Якщо елемент перебуває у проміжному ступені окиснення, то його атоми або йони можуть, залежно від умов, віддавати або приймати електрони. Наприклад, Манган – знаходиться в VII групі періодичної системи, найвищий ступінь окиснення – 7+ (тільки окисник), найнижчий – 0 (тільки відновник).

Mn		Тільки відновник	Mn0 – 2e- Mn2+
MnO	2+	Відновник	Mn2+ - 4e- Mn6+
MnO2	4+	Окисник і відновник	Mn4+ + 2e- Mn2+ Mn4+ - 3e- Mn7+
K2MnO4	6+	Окисник і відновник	Mn6+ + 4e- Mn2+ Mn6+ - e- Mn7+
KMnO4	7+	Тільки окисник	Mn7+ + 5e- Mn2+ рН < 7 Mn7+ + e- Mn6+ рН > 7 Mn7+ + 3e- Mn4+ рН = 7

Задача 4. Методом електронного балансу підберіть коефіцієнти у наступному рівнянні ОВР. Вкажіть окисник, відновник. HI + FeCl₃ I₂ + FeCl₂ + HСl Еталон розв’язку: 1. Проставляємо ступені окиснення елементів і виявляємо ті елементи які змінюють ступень окиснення. H⁺ I^- + Fe⁺³ Cl₃^- I₂ ⁰ + Fe⁺² Cl₂ ^- + H⁺ Сl^- 2. Визначимо елементи, у яких змінилась ступінь окислення – Ферум та Іод. 3. Виразимо даний процес електронними рівняннями : 1. Відновник 2І^- - 2е = І₂⁰ 1 процес окиснення 2. Окисник Fe⁺³ + e = Fe⁺² 2 процес відновлення 4. Справа від електронних рівнянь проводимо лінію і проставляємо коефіцієнти, відповідаючи числу електронів, відданих відновником і прийнятих окисником. 5. Розставляємо коефіцієнти у схемі реакції: 2HI + 2FeCl₃ I₂ + FeCl₂ + HCl 6. Урівнюємо число атомів всіх елементів у лівій і правій частині рівняння реакції записуємо рівняння реакції в молекулярній формі: 2HI + 2FeCl₃ I₂ +2FeCl₂ + 2HCl

Завдання для самостійної роботи.

1.Вкажіть, яка із наведених реакцій відноситься до окисно-відновних: А. Na₂CO₃ + 2HCl = 2 NaCl + H₂O + CO₂ В. H₃PO₄ + NaOH = NaH₂PO₄ +H₂O С. Al₂S₃ +6H₂O = 2Al(OH)₃ +3H₂S D. Zn +H₂SO₄ = ZnSO₄ +H₂ E. SO₃ + H₂O = H₂SO₄

2.Вкажіть, в якій із приведених сполук міститься елемент у найвищій для нього ступені окиснення: A. MnO₂ B. KClO₄ C. CrCl₃ D. FeCl₂ E. K₂MnO₄

3. Визначте, який із елементів може виявляти в сполуках ступінь окиснення +6: A. Al B. K C. H D. S E. Ca

4. Виберіть формули сполук, у яких Сульфур може виявляти як окисні, так і відновні властивості: А. S В. Н₂S С. Н₂SO₄ D. Н₂SO₃ Е. SO₃ F. SO₂.

5. Визначте ступені окиснення елементів у вказаних сполуках:

А. Mn(NO₃)₂ ; PbO₂ В. K₂[FeCl₄]; MnCl₂ С. Pb(NO₃)₂ ; H₂SO₃ D. CuSO₄ ; [Zn (NH₃)₄]Cl₂

6. Із наведених речовин C, Fe, К₂SО₄, NH₃, NO₂, КCl, NaNO₃, K₂MnO₄ визначте сполуки, що виявляють: а) тільки окисні властивості; б) тільки відновні властивості; в) можуть проявляти подвійний характер?

7. Перетворіть схеми реакцій на хімічні рівняння, використовуючи метод електронного балансу:

А. Р + O₂ Р₂O₅; В. Р + КСlOз Р₂O₅ + KCl; С. S + КСlO₃ KCl + SO₂

 

 

Практична робота № 3

Тема: «Біогенні s-елементи»

Актуальність теми: Значна кількість різноманітних хімічних речовин (ліки, харчові добавки, продукти забруднення навколишнього середовища) потрапляють в організм людини. Дія цих речовин, до складу яких входять різні елементи на перебіг тих чи інших процесів у хворому й здоровому організмі неоднозначна. Вивчення ролі різних елементів та їхніх сполук має велике значення для подальшого розвитку організму.

Самостійна позааудиторна робота студентів

Засвоїти матеріал навчальної програмиЗагальні відомості про біогенні елементи. Якісний та кількісний вміст біогенних елементів в організмі людини.Макро-, мікроелементи . Органогени.Вчення В. Вернадського про біосферу та роль живої речовини (живих організмів). Зв’язок між вмістом біогенних елементів в організмі людини та їх вмістом в довкіллі.Електронна структура s- елементів. Типові хімічні властивості s- та їх сполук.

Блок інформації

Періодичний закон і періодична система елементів є науковою основою для вивчення фізико-хімічних властивостей елементів. З неї видно, що елементи-органогени та всі біоелементи, крім Молібдену, розміщені у І – ІV періодах. Тому можна констатувати, що елементи з великими атомними масами та радіусом атома не входять до складу живих систем. Засновникам біонеорганчної хімії В.Вернадському, А. Віноградову та іншим вперше вдалося повязати біологічну роль і фізіологічні властивості хімічних елементів з розміщенням їх у періодичній системі. До цих параметрів належить:

· Заряд ядра; атомна маса. Доведено, що зі збільшенням заряду ядра атомів та атомної маси збільшується токсичність хімічних елементів.

· Електронегативність. Біоелементи, що характеризуються крайніми значеннями електронегативності, існують у живих організмах тільки у вигляді йонів – s-елементи у вигляді катіонів, а р-елементи – у формі аніонів.

· Електронна конфігурація – розподіл електронів навколо ядра на енергетичних рівнях та підрівнях, що пояснює валентні можливості елемента, його металічні і неметалічні властивості.

Біогенні s –елементи – це елементи, в атомах яких заповнюється s-підрівень: Na, K, Ca, Mg. . Атоми цих біогенних елементів мають на зовнішньому шарі по одному (елементи I групи – Na, K) або по два електрони (елементи II групи Ca, Mg). Наприклад, електронна конфігурація атому Na 1s²2s²2p⁶3s¹,йону Натрія1s²2s²2p⁶3s⁰
Значення s –елементів для організму дуже велике. Вони беруть участь у створенні буферних систем організму, забезпеченні необхідного осмотичного тиску, виникненні мембранних потенціалів, передаванні нервових імпульсів (Na, K), структуроутворенні ( Ca Mg).

Найхарактернішою ознакою металів головних підгруп I та II групи є їх висока хімічна активність, особливо в реакціях відновлення.

s-елементи застосовуються як фармакопейні препарати:

NaCl - для приготування ізотонічного розчину та інших сольових плазмозамінників;
NaHCO₃ (натрій гідрогенкарбонат, або питна сода) застосовують при підвищеній кислотності шлункового соку, виразковій хворобі шлунка та дванадцятипалої кишки; як відхаркуючий засіб; для полоскання носа, порожнини рота.

NaBr (натрій бромід) використовують як заспокійливий засіб NaI (натрій йодид) – для компенсації нестачі йоду в організмі

KCl (калій хлорид) вводять в організм при гіпокаліємії, що виникає внаслідок приймання діуретиків; використовують як антиаритмічний засіб

MgSO₄ · 7H₂O (англійська сіль) – послаблюючий засіб;

Солі Магнію використовують для гальмування нервової системи (у великих дозах може зумовити наркотичний стан); при гіпертонічній хворобі; при епілепсії та атеросклерозі.
CaCl₂ – при посиленому виведенні Ca²⁺ з організму, при алергічних захворюваннях, як засіб, що зменшує проникність судин, як кровоспинний засіб, як антидот при отруєнні солями магнію; CaSO₄·2Н₂О (гіпс) – біло – сірий порошок, який при змішуванні з водою швидко твердне. На цій властивості ґрунтується його застосування в медицині для гіпсових повязок при переломах кісток.

Завдання для самостійної позааудиторної роботи студентів.

Дати письмові відповіді на запитання

1.Дати визначення біогенним елементам. 2. Вказатибіогенні елементи-органогени, макро -, мікроелементи їх біологічні функції.

3.Що таке s- елементи, навести приклади будови атому Кальцію.

4. Вказати окисно-відновні властивості s- елементів.

5.Заповнити таблицю для s- Na, K, Ca, Mg елементів:

 

Елемент, вміст в організмі

Біологічна роль

Лікарські препарати

Зміст і методика проведення аудиторного заняття

План заняття

Дати відповіді на питання та виконати завдання:

1.Що таке біогенні елементи та які вчені є засновниками біонеорганічної хімії?

 

2. Скільки хімічних біоелементів нині виявлено в організмі і за якими принципами їх систематизують? Укажіть їх розміщення в періодичній системі елементів.

 

3. Перелічіть елементи-орнаогени, макро- та мікроелементи, вкажіть їх біологічну роль.

 

4. Назвіть основні фізико-хімічні параметри, що повязують хімічні й біологічні властивості елементів з їх розміщенням у періодичній системі.

 

5. Як систематизують хімічні елементи за будовою електронних оболонок атомів?

 

6. Що таке s-елементи, навести приклади будови атомів, йонів Калію, Магнію.

7. Чому s-елементи виявляють відновні властивості?

8. Біогенні s - елементи: вміст в організмі, біологічна роль, лікарські препарати на їх основі.

Практична робота № 4

Тема: «Біогенні р- елементи»

Актуальність теми: :р-елементи відіграють важливу роль у життєдіяльності людини. П’ять р-елементів (C, O, N, P, S) відносяться до органогенів, що відіграють в організмі роль пластичного матеріалу, а Clстворює фізико-хімічні умови для протікання фізіологічних процесів (рН середовище, осмотичний тиск і т.п.). Інші є важливими мікроелементами (B, Al, F, I, інші). Сполуки більшості р-елементів проявляють біологічну активність і застосовуються в медицині як лікарські препарати.

Самостійна позааудиторна робота студентів

Засвоїти матеріал навчальної програмиЕлектронна структура р- елементів. Електронегативність р - елементів.Типові хімічні властивості р - елементів та їх сполук. Біогенна роль та медичне застосування.

Блок інформації

Біогенні р – елементи – це елементи, в атомах яких заповнюється р – підрівень. До них належать майже всі елементи- органогени.

Основні представники р-елементів – це неметали. Атоми неметалів мають на зовнішньому енергетичному рівні три електрони і більше . Електронна конфігурація атома Алюмінію Al⁰ 1s²2s²2p⁶3s²3p¹, йона Al³⁺1s²2s²2p⁶3s⁰3p⁰ Будова атома Фосфору: P⁰ 1s²2s²2p⁶3s²3p³ , йона Р^3- 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶ Атом Хлору: Cl⁰ 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵ , йон Cl^- 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶ Тому атоми неметалів приєднують електрони для завершення зовнішнього енергетичного рівня (електронегативні). Тобто, атоми неметалів є ОКИСНИКАМИ.

Медичне застосування р-елементів.

Карбон: Органічних препаратів безліч. Із неорганічних слід зазначити: Карбон (IV) оксид (вуглекислий газ) разом з киснем застосовують для рефлекторного стимулювання центра подиху при шоці, асфіксії, отруєннях і та ін. Рідкий CO₂ застосовують для гіпотермії, для заморожування біоматеріалу. Вугілля активоване (С), маючи більшу поверхню, добре адсорбує гази, алкалоїди, токсини. Призначається при метеоризмі, харчових інтоксикаціях, отруєннях алкалоїдами, солями важких металів. Натрій гідрогенкарбонат (див. препарати натрію). Нітроген: Органічних препаратів дуже багато. Із неорганічних слід зазначити: Азот рідкий (N₂)використовується для виморожування при захворюваннях шкіри й слизових оболонок. Нітроген (І) оксид (N₂O) застосовується для інгаляційного наркозу. Розчин амоніаку 10 % (NH₄OH) збуджує діяльність ЦНС , при нанесенні на шкіру викликає роздратування й противомікробну дію. Застосовують при непритомності, алкогольному сп'янінні, зовні - як дезінфікуючий засіб. Натрій нітрит (NaNO₂) — коронаророзширюючий засіб, застосовують для профілактики й лікування стенокардії. Фосфор: АТФ - аденозінтрифосфатна кислота застосовується при м'язовій дистрофії, атрофії м'язів, міокардіодистрофії, стенокардії й т.ін.

Оксиген: Кисень (О₂) разом з карбон (IV) оксидом збуджує дихальний і судинно-рушійний центри. Кисень застосовується для лікування серцево-судинних, інфекційних, пухлинних захворювань (оксигенотерапія й оксигенобаротерапія).В анестезіології кисень застосовується разом з ингалляційними наркотичними речовинами. Озон О₃ — бактерицидна речовина. Озонотерапія проводиться при лікуванні багатьох захворювань: серця й судин, нирок, органів травлення, туберкульозу й та ін. У високих концентраціях озон токсичний. Сульфур:Сірка(S)очищена - протимікробний й протипаразитарний засіб. Застосовується в дерматології.Тіосульфат натрію (Na₂S₂O₃) у вигляді 30 % розчину для ін'єкцій - протиотрута при отруєнні солями важких металів. Крім того, застосовується як протипаразитарний, протиалергічний й протизапальний засіб. Хлор: Атоми Хлору - потужні окисники й тому мають дезінфікуючі властивості. Хлор (Cl₂), застосовується для дезінфекції води. Хлорорганічні речовини застосовуються як наркотичні й анестезуючі речовини. Хлоридна кислота (HCl) входить до складу шлункового соку, застосовується при анацидному і гіпоацидному гастритах, диспепсії. Хлорне вапно (CaOCl₂) використовується для дезінфекції приміщень, предметів догляду за хворими й ін. Бром: Броміди натрію, калію (NaBr, KBr) показані при захворюваннях нервової системи: епілепсія, неврастенія, істерія, безсоння, перевтома. Иод: Калій йодид (KJ) застосовують при ендемічному зобі, при запальних захворюваннях очей. Калій йодид захищає щитоподібну залозу від дії радіації. Розчини иоду спиртові (5 % і 10 %) виявляють місцеву антисептичну, дратівну, протизапальну дію.

 

Завдання для самостійної позааудиторної роботи студентів.

Дати письмові відповіді на запитання

1.Що таке р-елементи, навести приклади будови атомів, йонів Нітрогену, Сульфуру.

2. Вказати окисно-відновні властивості р - елементів. 3. Вкажіть, чому Карбон є елементом-органогеном №1?

4.Заповнити таблицю для р –C, O, N, P, S, Cl елементів:

Елемент, вміст в організмі

Біологічна роль

Лікарські препарати

Зміст і методика проведення аудиторного заняття

План заняття Дати відповіді на питання та виконати завдання:

1. Що таке р- елементи, навести приклад будови атома Карбону. 2. Чому атом Карбону утворює таку велику кількість сполук? 3. Вкажіть ступені окиснення Карбону в його неорганічних сполуках: CO, CO₂, H₂CO₃, Na₂CO₃, HCN, назвіть їх. 3. Чому більшість р-елементів виявляють окисні властивості? 4. Яка біологічна роль Оксигену і кисню? Складіть формули сполук, вкажіть ступінь окиснення Оксигену : кисень, озон, гідроген пероксид. Вкажіть роль цих сполук в окисно-відновних реакціях. 4. Вкажіть сполуки Нітрогену, що використовують в медичній практиці, складіть формули: амоній гідроксиду (нашатирний спирт), амоній хлориду (нашатир),вкажіть ступінь окиснення Нітрогену.

5. Нашатир застосовують як сечогінний засіб. Вкажіть, чи змінюється кислотність середовища плазми крові внаслідок гідролізу цієї солі? Відповідь обгрунтуйте. 6. Біогенні р - елементи: вміст в організмі, біологічна роль, лікарські препарати на їх основі.

Практична робота № 5

Тема: «Біогенні d - елементи. Диференційований залік»

Актуальність теми: Переважна кількість d-елементів міститься в органах і тканинах у вигляді комплексних сполук з білками і іншими біополімерами. З біологічної точки зору комплексоутворюючі елементи є “організаторами життя”. Медичному працівнику важливо знати будову і властивості комплексних сполук, оскільки металоорганічні комплекси приймають найактивнішу участь в обмінних процесах (ферумпорфіриновий комплекс входить в склад гемоглобіну, кобальтопорфіриновий – головна частина вітаміну В₁₂). Відомо також, що шкідливі речовини виводяться з організму з допомогою лігандів, які зв’язують їх в комплекси. Встановлено, що каталітична дія мікроелемента зростає в мільйони разів при утворенні ним комплексів. Більшість d-елементів IV періоду мають гемопоетичні властивості (впливають на процеси кровотворення), багато з них беруть участь в окисно-відновних процесах, проявляють позитивну дію на імуногенез. Порушення певної рівноваги між мікроелементами в організмі призводить до виникнення патологічних станів, тому ці зміни можуть служити діагностичним тестом, а також прогнозом того чи іншого захворювання. Велика кількість d-елементів і їх сполук отруйні для живих організмів, - вони проявляють несприятливу біологічну дію (Ni, Pd, Ag, Hg, Cd,та інші).

Самостійна позааудиторна робота студентів

Засвоїти матеріал навчальної програмиЕлектронна структура d - елементів.Типові хімічні властивості d - елементів та їх сполук: окисно – відновні, реакції комплексоутворення. Біологічна роль та медичне застосування.

Блок інформації

Атомиd - елементів мають незаповнені d - енергетичні підрівні. Електронна конфігурація атомаКобальту Со⁰ : 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁷4s² та йону Со³⁺ 1s²2s²2p⁶3s²3р⁶3d⁶4s⁰.В періодичній таблиці розташовані в усіх побічних підгрупах. До цієї групи належать лише метали. Незавершеність d-підрівня зумовлює різні ступені окиснення цих елементів, їх здатність брати участь у різних окисно – відновних реакціях, можливість утворювати комплексні сполуки.

d-елементи застосовуються як фармакопейні препарати:

Всі препарати Ферумувикористовують під час лікування анемій, зумовлених дефіцитом Феруму в організмі, а також у разі слабкості та виснаження організму CuSO₄ ·5H₂O(мідний купорос) використовують в очній та урологічній практиці як зовнішній антисептичний, в’яжучий або припікальний засіб у вигляді розчинів з масовою часткою 0,25%. Купрум входить до складу полівітамінних комплексів як мікроелемент. KMnO₄(калій перманганат) широко застосовують у медичній практиці: розчини з масовою часткою 0,01 – 0,1% використовують в урології та гінекології для полоскань та спринцювань, для промивання шлунка в разі отруєнь; розчини вищих концентрацій (0,1 – 0,5%) – для промивання ран. При опіках першого ступеня рекомендують обробляти поверхню розчином калій перманганату з масовою часткою 2,5 – 4%. Солі Манганувходять до складу багатьох полівітамінів з мікроелементами.

 

 

ZnSO₄ (цинк сульфат) у медичній практиці використовують у вигляді очних крапель. Цинк сульфат пригнічує розмноження мікроорганізмів.

ZnO(цинк оксид) використовують у дерматології у вигляді мазей та присипок як в’яжучий, підсушувальний та антимікробний засіб.

Цинквходить до складу полівітамінних комплексів як мікроелемент.

 

 

Завдання для самостійної позааудиторної роботи студентів.

Дати письмові відповіді на запитання

 

1. Що таке біогенні d- елементи. Навести будову атомів Феруму, Купруму.

2. Заповнити таблицю для d- елементів: Fe, Cu, Mn, Zn

 

Елемент, вміст в організмі

Біологічна роль

Лікарські препарати

Зміст і методика проведення аудиторного заняття

План заняття

1. Дайте характеристику d-елементам на прикладі Феруму та Купруму: (загальна характеристика;електронна конфігурація, ступені окиснення;окисно-відновні властивості; реакції комплексоутворення).

2. Біогенні d - елементи: вміст в організмі, біологічна роль, лікарські препарати на їх основі.

3. Тестові завдання «Біогенні елементи».

4. Диференційований залік.

Диференційований залікпроводиться у вигляді тестових завдань, які включають як теоретичні питання, так і практичні завдання. У студента повинні бути оформлені і підписані викладачем всі практичні та лабораторні роботи.

 

 

 

 

Практичні роботи