D-элементы

Перейти к навигацииПерейти к поиску
Химические элементы, входящие в d-блок
Группа →3456789101112
↓ Период
421
Sc		22
Ti		23
V		24
Cr		25
Mn		26
Fe		27
Co		28
Ni		29
Cu		30
Zn
539
Y		40
Zr		41
Nb		42
Mo		43
Tc		44
Ru		45
Rh		46
Pd		47
Ag		48
Cd
671
Лантаноиды		72
Hf		73
Ta		74
W		75
Re		76
Os		77
Ir		78
Pt		79
Au		80
Hg
7103
Актиноиды		104
Rf		105
Db		106
Sg		107
Bh		108
Hs		109
Mt		110
Ds		111
Rg		112
Cn

D-элементы — группа атомов в периодической таблице элементов (d-блок), в электронной оболочке которых валентные электроны с наивысшей энергией занимают d-орбиталь.

Данный блок представляет собой часть периодической таблицы; в него входят элементы от 3 до 12 группы[1][2]. Элементы данного блока заполняют d-оболочку d-электронами, которая у элементов начинается s2d1 (третья группа) и заканчивается s2d10 (двенадцатая группа). Однако существуют некоторые нарушения в этой последовательности, например, у хрома s1d5 (но не s2d4) вся одиннадцатая группа имеет конфигурацию s1d10 (но не s2d9). Двенадцатая группа имеет заполненные s- и d-электроны.

Элементы d-блока также известны как переходные металлы или переходные элементы. Однако точные границы, отделяющие переходные металлы от остальных групп химических элементов, ещё не проведены. Хотя некоторые авторы считают, что элементы, входящие в d-блок, являются переходными элементами[1], в которых d-электроны являются частично заполненными либо в нейтральных атомах или ионах, где степень окисления равна нулю[2][3]. ИЮПАК в данное время принимает такие исследования как достоверные и сообщает, что это относится только к 3—12 группам химических элементов[4]. Металлы 12-й группы вследствие полного заполнения d-оболочки не соответствуют классическому определению d-элементов, поэтому их можно считать и постпереходными металлами. Также было пересмотрено историческое применение термина «переходные элементы» и d-блока[5].

В s-блоке и p-блоке периодической таблицы аналогичные свойства, через периоды, как правило, не наблюдаются: самые важные свойства усиливаются по вертикали у нижних элементов данных групп. Примечательно, что различия элементов входящих в d-блок по горизонтали, через периоды, становятся более выраженными.

Лютеций и лоуренсий находятся в d-блоке, и они считаются не переходными металлами, но лантаноидами и актиноидами, что примечательно, таковыми считаются с точки зрения ИЮПАК[6]. Двенадцатая группа химических элементов хоть и находится в d-блоке, однако считается, что входящие в неё элементы являются постпереходными элементами[6].

Медико-биологическое значение

Являются в организме человека в основном микроэлементами. Наряду с ферментами, гормонами, витаминами и другими биологически активными веществами, микроэлементы участвуют в процессах обмена нуклеиновых кислот, белков, жиров и углеводов. Из d-элементов важную роль в организме играют железо, кобальт, цинк и молибден. Биологические функции микроэлементов в живом организме связаны главным образом с процессом комплексообразования между аминокислотами, белками, нуклеиновыми кислотами и ионами соответствующих металлов. Соединения d-элементов используются в качестве лекарственных препаратов, в избыточных концентрациях они ядовиты (это связано с тем, что d-элементы образуют с белками нерастворимые соединения).

Цинк входит в состав большого числа ферментов и гормона инсулина. Он необходим для нормальной концентрации витамина А в плазме. Влияет на синтез нуклеиновых кислот и участвует в передаче генетической информации. Соли цинка обладают антисептическим действием.

Марганец в организме содержится в количестве 0,36 моль. Входит в состав ферментов, катализирующих ОВР. Соединения марганца участвуют в синтезе витамина С в организме. Перманганат калия является окислителем и обладает антисептическим действием.

Железо в организме содержится в количестве равном приблизительно 5 граммам. Входит в состав гемоглобина. Избыток железа может привести к нарушению деятельности сердечно-сосудистой системы, печени, лёгких.

Кобальт входит в состав важных белков, активирует действие ряда ферментов. Дефицит кобальта в тканях снижает способность организма защищаться от различных инфекций.

Медь содержится в организме в количестве 1,1 моль. Активирует синтез гемоглобина, участвует в процессах клеточного дыхания, синтезе белка, образовании костной ткани и пигмента кожных покровов. Ионы меди входят в состав медьсодержащих ферментов (оксидаз), которые катализируют ОВР. Накопление меди в организме способствует развитию хронического гепатита. Избыток меди откладывается в печени, мозгах, почках, глазах, и вызывает тяжелые заболевания (например, болезнь Вильсона). Все соли меди ядовиты. Токсичное действие обуславливается тем, что медь образует с белками нерастворимые альбуминаты, образуя прочную связь с аминным азотом и группой SH-белков.

Серебро-примесный микроэлемент, в организме содержится 7,3 моль. В медицине препараты серебра используют наружно, как вяжущее, прижигающее, бактерицидное средство. Серебро используется для получения «серебряной воды», которую используют для лечения ран и язв. Нитрат серебра в комплексе с органическими соединениями образует альбуминаты и вследствие денатурации белков бактериальных клеток оказывают бактерицидное действие. Нитрат серебра применяют при начальном, поверхностном, среднем кариесе, гиперестезии твёрдых тканей зуба и для стерилизации канала корня зуба.

Колларгол (серебро коллоидное) содержит 70 % серебра. 1—2 %-ый раствор используют как антисептическое средство для полоскания полости рта при воспалительных процессах

Протаргол содержит 8 % серебра, применяется как вяжущее, антисептическое и противовоспалительное средство. Используется в виде 1—5 %-го раствора для смазывания слизистой оболочки и для полоскания полости рта при воспалительных процессах[7].

Примечания

  1. ↑ 1 2 R.H. Petrucci, W.S. Harwood, F.G. Herring. «General Chemistry». — 8-е изд. — Prentice-Hall, 2002. — С. 341—342.
  2. ↑ 1 2 C.E. Housecroft и A.G. Sharpe. «Inorganic Chemistry». — 2-е изд. — Pearson Prentice-Hall, 2005. — С. 20—21.
  3. ↑ F.A. Cotton и G. Wilkinson. «Advanced Inorganic Chemistry». — 5-е изд. — John Wiley, 1988. — С. 625.
  4. ↑ Международный союз теоретической и прикладной химии. Transition element. Compendium of Chemical Terminology. — Internet edition. Дата обращения: 29 сентября 2011. Архивировано из оригинала 8 мая 2012 года.
  5. ↑ Jensen, William B. «The Place of Zinc, Cadmium, and Mercury in the Periodic Table» (англ.) 952—961. Journal of Chemical Education (2003). Дата обращения: 29 сентября 2011. Архивировано из оригинала 8 мая 2012 года.
  6. ↑ 1 2 IUPAC Provisional Recommendations for the Nomenclature of Inorganic Chemistry (англ.) (2004). — online draft of an updated version of the «Red Book» IR 3—6. Дата обращения: 29 сентября 2011. Архивировано из оригинала 27 октября 2006 года.
  7. ↑ Кунцевич З.С., Морозова Э.Я. Учебно-методические разработки по самоподготовке к занятиям и выполнению лабораторных работ по общей химии для студентов лечебного факультета. — Витебск: ВГМУ, 2004. — С. 23-28. — 102 с.

См. также

Литература

  • Дикерсон Р., Грей Г., Хейт Дж. Основные законы химии: В 2-х томах. Пер. с англ. — М.: Мир, 1982. 652 с., ил. — Т. 1. — С. 437–451.