4 группа (4В подгруппа)

20 Июня в 0:39 1430 0


В 4 группу входят элементы Ti, Zr, Нf (табл. 1 и 2) — d-элементы, соответственно 3, 4 и 5 периодов.

Титан (Ti) — 3d-элемент — не считается высокотоксичным, однако при повышенном потреблении его соединений может вызвать выпадение волос, возможно, усиливая действие Tl. Как металл, Ti обладает ценными для техники свойствами — легкостью и (благодаря оксидной пленке) коррозионной стойкостью. Поэтому из него производят корпуса самолётов, ракет и подводных лодок, а также оборудование для химической промышленности, остеопротезирования, для покрытия памятников. Примерно половина мирового производства металла была сосредоточена в СССР.

Таблица 1. Некоторые физические и химические свойства металлов 4 группы


Название

Ат. №

Относит. ат. масса

Электронная формула

Радиус, пм

Основные изотопы (%)

Ti

Титан Titanium [в честь Титанов — сыновей богини Геи]

22

47,88

[Ar]3d24s2

Ti2+ 80,

Ti3+ 69, атомный 144,8, ковалентный 132

46Ti (8)

47Ti* (7,43)

48Ti (73,8)

49Ti* (5,5)

50Ti (5,4)

Zr

Цирконий Zirconium [от арабск. Zargun — цвета золота]

40

91,224

[Kr]4d25s2

Zr2+ 109, Zr4+ 87, атомный 160, ковалентный 145

90Zr (51,45)

91Zr* (11,22)

92Zr (17,15)

94Zr (17,38)

96Zr (2,8)

Hf

Гафний Hafnium [от лат. Hafnia — Копенгаген]

72

178,49

[Xe]4f145d26s2

Нf4+ 84, атомный 156,4, ковалентный 144

174Hf(0,16)

176Hf(5,21)

177Hf* (18,6)

178Hf(27,3)

179Hf* (13,63)

180Hf(35,l)

4-валентный оксид титана нетоксичен, его широко используют в качестве ярко-белого красителя с очень высокой термической стабильностью. В этом качестве он практически вытеснил с рынка белые, но токсичные соединения Pb, Sb, Zn. TiO2 обладает ценными оптическими свойствами, в частности, отсутствием поглощения видимого света и высоким коэффициентом преломления. Отмечено некоторое сходство соединений Ti и Th.

Таблица 2. Содержание в организме, токсическая (ТД) и летальная дозы (ЛД) металлов 4 группы


В земной коре (%)

В океане (%)

В человеческом организме

ТД,ЛД

Среднее (при массе тела 70 кг)

Кости (%)

Мышцы (%)

Кровь (мг/л)

Ti

0,56

4,8x10-8

нд

нд

(9-22) х10-5

0,054

малотоксичен

Zr

19x10-3

9х10-10

1 мг

<1х10-5

8x10-6

0,011

нетоксичен

Hf

53x10-5

7x10-10

нд

нд

нд

нд

нетоксичен

Цирконий (Zr) — 4d-элемент — коррозионно-стойкий (благодаря оксидной пленке) нетоксичный металл. Используется в сплавах, для производства цветной глазури, в ядерных реакторах. Оксиды используют для изготовления огнеупоров, тугоплавких тиглей, кирпича, керамики и абразивов, газопоглотителей, синтетических самоцветов.

Предлагают использовать содержание Zr в кале у детей как индикатор количества поглощенной ими земли. Рекламируются циркониевые браслеты, как средство, якобы нормализующее кровяное давление, однако научных данных в этом отношении нет.

Гафний (Hf) — 5d-элемент — коррозионно-стойкий (благодаря оксидной пленке) нетоксичный металл. Применяется в контрольных стержнях для ядерных реакторов, высокотемпературных сплавах, керамике. В последние годы гафний привлек внимание оружейников как возможный материал для создания очень небольших бомб с огромным разрушительным потенциалом. Оказалось, что если возбудить всего несколько грамм Hf рентгеновским излучением, энергии высвобождается больше, чем ядерной бомбой из U и Ри.

Медицинская бионеорганика. Г.К. Барашков

Похожие статьи
  • 20.07.2012 74697 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 19437 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 17301 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