5 группа (5В подгруппа)

20 Июня в 0:59 1603 0


В 5 группу входят V, Nb, Та (табл. 1 и 2) — d-элементы с низкой биологической активностью.

Таблица 1. Некоторые физические и химические свойства металлов 5 группы


Название

Ат. №

Относит. ат. масса

Электронная формула

Радиус, gм

Основные изотопы (%)

V

Ванадий Vanadium [в честь Vanadis — скандинавской богини]

23

50,9415

[Ar]3d34s2

V2+ 72,

V3+ 65,

V* 61,

V5+ 59,

атомный 132,1

50V (0,25)

51V* (99,75)

Nb

Ниобий Niobium [от греч. Niobe — дочь Тантала]

41

92,9064

[Kr]4d45s1

Nb4+ 74,

Nb5+ 69,

атомный 142,9, ковалентный 134

93Nb* (100)

Та

Тантал Tantalum [от греч. Tantalos — Тантал]

73

180,9479

[Xe]4f145d36s2

Та3+ 72,

Та4+ 68,

Та5+ 64,

атомный 143, ковалентный 134

180Та (0,012)

181Та* (99,988)

Ванадий (V) — 3d-элемент — встречается в валентных состояниях от +2 до +5, наиболее часто — +4 и +5. Химически координируется предпочтительно с донорными атомами кислорода и поляризующимися лигандами. Комплексы V4+ обычно имеют конфигурацию квадратной или тетрагональной пирамиды. Известно, что V5+может замещать Мо6+ в составе нитрогеназы. При этом активность фермента снижается. По-видимому, причиной этого является неполное пространственное соответствие меньшего по размеру иона V5+ участку белка фермента, связывающему Мо6+. V может замещать Fe и Mg, соответственно, в железопорфиринах геми- и гемопротеинов и в хлорофилле.

Поскольку в этом случае координационные свойства центрального атома не соответствуют норме, функция молекул изменяется. Поэтому нарушаются многие метаболические процессы с переносом электрона и кислорода (связывание кислорода в молекулах гемоглобина и миоглобина, восстановление кислорода с образованием воды цитохром-с-оксидазой, окисление различных функциональных групп цитохромом Р450, разложение перекисей каталазой и пероксидазой и, наконец, фоторецепторная функция в процессе фотосинтеза).

Описаны единичные случаи отравления при ингаляции паров V. Предполагается, что V участвует в регуляции сокращения гладкой мускулатуры. При приеме внутрь выявлено лишь развитие желудочно-кишечных расстройств.

Ниобий (Nb) — 4d-элемент — встречается главным образом в валентности +5. Устойчив к коррозии благодаря образованию оксидной пленки. Применяется как легирующая добавка к нержавеющей стали. Биологическая активность незначительная. В биосредах может присутствовать лишь малорастворимый оксид Nb2O5. Соли Nb гидролизуются слабее солей V, металл накапливается в крови в виде комплексов с белками. Всасывание в ЖКТ происходит преимущественно в анионном (ниобаты 4K2Ox3Nb2O5x16H2O), и в меньшей степени — в катиоином (NbCl5) виде. Металл накапливается в костях, печени, селезенке и почках, экскретируется в основном почками.

Тантал (Та) — 5d-элемент — мягкий металл, устойчив к коррозии благодаря оксидной пленке. Степень окисления в основном +5. Используется в электронике, производстве режущего и хирургического инструмента, оборудования для химической промышленности. В биосредах обнаруживается только в виде почти нетоксичного Та2O5. В отсутствие комплексонов оксид химически практически нейтрален.

Таблица 2. Содержание в организме, токсическая (ТД) и летальная дозы (ЛД) металлов 5 группы


В земной коре (%)

В океане (%)

В человеческом организме

ТД.ЛД

Среднее (при массе тела 70 кг)

Кости (%)

Мышцы (%)

Кровь (мг/л)

V

16x10-3

(11-18)х10-8

18 мг

35х10-8

2x10-6

<0,0002

ТД 0,25 мг, ЛД 2-4 мг

Nb

2Х10-3

9x10-11

0,112 мг

<7х10-6

14x10-6

<0,005

ТД = нд, умеренно токсичен

Та

2x10-4

2x10-10

нд

3x10-6

нд

нд

нд

Медицинская бионеорганика. Г.К. Барашков

Похожие статьи
  • 20.07.2012 74636 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 19425 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 17287 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