12 группа (2В подгруппа)

28 Июня в 11:21 899 0


В 12 группу входят Zn, Cd, Hg (табл. 1 и 2). Они завершают ряды переходных элементов, обладая полностью заполненными d10-подоболочками и парой электронов во внешнем энергетическом уровне (s2). Поэтому, по решению ИЮПАК, их не следует относить к переходным элементам.

Таблица 1. Некоторые физические и химические свойства металлов 12 группы


Название

Ат. №

Относит, ат. масса

Электронная формула

Радиус, пм

Основные изотопы (%)

Zn

Цинк Zinc [от нем. Zink]

30

65,39

[Ar]3d104s2

Zn2+ 83,

атомный 133,2,

ковалентный 125

64Zn (48,6)

66Zn (27,9)

67Zn* (4,1)

68Zn (18,8)

70Zn (0,6)

Cd

Кадмий Cadmium [от лат. Cadmia — цинковая РУДа]

48

112,411

[Kr]4d105s2

Cd+ 114,

Cd2+ 103,

атомный 141,

ковалентный 148,9

106Cd (l,25)

108Cd (0,89)

110Cd (12,51)

111Cd* (12,81)

112Cd (24,13)

113Cd* (12,22)

114Cd (28,72)

116Cd (7,47)

Hg

Ртуть Mercury [в честь планеты Меркурий, лат. hydrargyrum — жидкое серебро]

80

200,59

[Xe]4f145d106s2

Hg+ 127,

Hg2+ 112,

атомный 160,

ковалентный 144

196Hg (0,15)

198Hg (10,1)

199Hg* (17,0)

200Hg (23,1)

201Hg* (13,2)

202Hg (26,65)

204Hg (6,85)

Цинк (Zn) — 3d-элемент с полностью заполненной d-орбиталью. Используется в сплавах (например, в латуни), для гальванизации железа, в сухих аккумуляторных элементах, для добавки к резине в виде ZnO, как стабилизатор полимеров.

Обычно степень окисления цинка равна +2, что соответствует потере двух 4s электронов. Цинк относится к жизненно важным (эссенциалъным) элементам, и содержится в организме в большом количестве, уступая только Na, К, Са, Mg. В виде Zn2+ входит в состав свыше 300 белков и 20 ферментов, например, металлопротеиназ, в том числе участвующих в обмене НК.

Значительная часть Zn в организме человека находится в мышцах, но наиболее высока его концентрация в ткани простаты. Если в других тканях концентрация Zn2+ составляет обычно 0,3-0,5 ммоль/кг (2-3,3 частей на миллион — ррм), то в предстательной железе она может достигать 15 ммоль/кг (98 ррм). В крови цинк содержится в эритроцитах, где выполняет функцию кофактора карбоангидразы. Препараты цинка широко применяют в медицине для приема внутрь, в виде стеарата для мазей и помад, как местный антисептик (ZnCl2), как зубной цемент (Zn3(PO4)2), для кристаллизации препаратов инсулина (Zn(OH)2).

Zn образует тетраэдрические комплексы, причем его КЧ равно 4, значительно реже встречаются комплексы с КЧ = 6. Стереохимия цинковых комплексов определяется только электростатическими или ковалентными силами связывания и размерами лиганда. Чаще всего встречается тетраэдрическая структура, реже — октаэдрическая, изредка — квадратная пирамидальная и треугольная бипирамидальная. Легко координирует аминокислоты, пептиды и белки, частично координирует РНК, имеет сродство к сульфгидрильным и гидроксильным группам, а также к азотсодержащим лигандам. Поскольку Zn не меняет степень окисления, в системах переноса электронов он не участвует.

Zn играет очень заметную роль в белковом обмене, синтезе НК, является гепатопротектором, регулирует синтез металлотионеинов, ингибирует выделение гистамина тучными клетками, стабилизирует мембраны лизосом, участвует в сперматогенезе и овуляции, контролирует активность как пептидных, так и стероидных гормонов. Поэтому его назвали «главным неорганическим гормоном».

В составе полимераз Zn регулирует синтез РНК, в составе транскарбамилазы — синтез ДНК. В ферментах матрикса он управляет системой синтеза гормонов, входит в состав ферментов, разрушающих пептидные гормоны. Резервный пул цинка в организме сохраняется в составе металлотионеинов. Соли цинка малотоксичны и в организме не накапливаются.

Избыток Zn может разбалансировать равновесие обмена других металлов. Разбалансировка отношения Zn2+/Cu2+ может способствовать развитию ишемической болезни сердца. Избыточное потребление солей Zn (например, при употреблении кислых фруктовых соков, упакованных в гальванизированные стальные контейнеры) может приводить к острым кишечным отравлениям, сопровождающимся тошнотой. Хронического отравления цинком не описано, но оно может иметь клиническое значение, если будет сопровождаться дефицитом Си или Са и Р. Токсические реакции возможны также в случаях, когда в организм одновременно поступает избыток Zn2+ и токсичного Cd.

Кадмий (Cd) — мягкий ковкий металл серебристого цвета, вызывает отравление, повреждающее ткань печени и почек, приводя к выраженной почечной недостаточности. Избыток Cd нарушает метаболизм металлов, особенно Fe и Са, действие цинковых и иных металлоферментов, синтез ДНК; блокирует сульфгидрильные группы ферментов. Cd легко замещает другие металлы (главным образом, Fe2+ и Мо2+) в составе металлофлавопротеиновых комплексов. Длительная интоксикация проявляется в виде болезни «итай-итай», сопровождаемая остеопорозом с повышенной ломкостью костей.

Ртуть (Hg). Ртуть представляет собой жидкий металл серебристого цвета. Она известна с древних времен, устойчива к действию воздуха и воды, не реагирует с кислотами и щелочами. Природным источником ртути служат киноварь и другие сернистые соединения. Металл токсичен во всех формах. В Южной Японии отравление этим металлом описано как «болезнь Минамото» (меркуриализм). Использование ртутных реагентов в терапии (например, бензоата для лечения сифилиса и гонореи), а также в качестве инсектицидов и фунгицидов привело к отравлениям тысяч людей. Поэтому ртутное загрязнение является общемировой проблемой.

Таблица 2. Содержание в организме, токсическая (ТД) и летальная дозы (ЛД) металлов 12 группы


В земной коре (%)

В океане (%)

В человеческом организме

ТД.ЛД

Среднее (при массе тела 70 кг)

Кости (%)

Мышцы (%)

Кровь (мг/л)

Zn

7,5x10-3

(0,5-5,2)х10-8

2,3 г

(0,75-1,7)х10-2

2,4x10-2

7,0

ТД 150-600 мг, ЛД 6 г

Cd

1,1x10-3

(1,1-100)х10-10

50 мг

1,8х10-4

(0,14-3,2)х10-4

0,0052

ТД 3-330 мг, ЛД 1,5-9 г

Hg

5x10-6

(3,3-4,9)х10-11

нд

0,45x10-4

(0,02-0,7)х10-4

0,0078

ТД 0,4 мг, ЛД 150-300 мг

Медицинская бионеорганика. Г.К. Барашков

Похожие статьи
  • 20.07.2012 74046 44
    Типы химических связей

    Каждый атом обладает некоторым числом электронов. Вступая в химические реакции, атомы отдают, приобретают, либо обобществляют электроны, достигая наиболее устойчивой электронной конфигурации. Наиболее устойчивой оказывается конфигурация с наиболее низкой энергией (как в атомах благородных газов&...

    Бионеорганика
  • 21.07.2012 19350 16
    Ионные насосы

    Ионными насосами называют молекулярные механизмы, локализованные в мембране и способные транспортировать вещества за счет энергии, высвобождаемой при расщеплении АТФ, или любого другого вида энергии.

    Бионеорганика
  • 19.06.2012 17137 20
    1 группа (1А подгруппа) — щелочные металлы (главная группа)

    В нее входят Li, Na, К, Rb, Cs, Fr (табл. 1 и 2). По многим химическим свойствам несколько отличается от других щелочных металлов Li+, имеющий диагональное сходство с Mg2+.

    Бионеорганика
показать еще
 
Биотехнологии и биоматериалы