Тема 5: Химические свойства и биологическая роль биогенных элементов

Дайте краткий ответ на теоретические вопросы:

1. Соединения Са в костной ткани, сходство Са²⁺ и Sr²⁺, изоморфное замещение

Кальций относится к макроэлементам. Общее содержание в организме – 1,4%.

Содержится в каждой клетке человеческого организма. Основная масса – в костной и зубной тканях. В костях и зубах взрослого человека около 1 г кальция находится в виде нерастворимого кристаллического минерала ГИДРОКСИЛАПАТИТА – Ca₁₀(PO₄)₆(OH)_2. Ионы кальция принимают активное участие в передаче нервных импульсов, сокращении мышц, регулировании работы сердечной мышцы, механизмах свертывания крови.

Изоморфизм – свойство элементов замещать друг друга в структуре минерала. У Са²⁺ и Sr²⁺ одинаковый тип кристаллической решетки – кубическая гранецетрированная. Стронций являетя аналогом кальция, поэтому он наиболее эффективно откладывается в костной ткани.

2.Общая характеристика элементов семейства железа. Железо, химическая активность простого вещества. Способность к комплексообразованию.

Функции железа в живых организмах многочисленны и разнообразны. В организме человека содержится 3-5 г железа, из них 70% сосредоточено в эритроцитах, что составляет 20мМ; в остальных тканях железа лишь 0,3мМ. Суточный рацион человека соcтавляет 15 мг железа, из них организм усваивает 1 мг. Железо в эритроцитах находится в виде внутрикомплексного соединения - гемоглобина. Гемоглобин в свою очередь включает белковую часть глобин (Гл) и простетичскую небелковую группу - гем, на долю которой приходится 4% массы гемоглобина. Физиологическая функция гемоглобина заключается в способности обратимо связывать кислород и переносить его от легких к тканям. Основой биологического действия большинства ионов эссенциальных микроэлементов является склонность к комплексообразованию.

Ответьте на тесты:

1.Разная биороль катионов натрия и калия, а также магния и кальция в пределах каждой пары обусловлена отличием

их радиусов

плотности их положительного заряда

2. Основой биологического действия большинства ионов эссенциальных микроэлементов является

склонность к комплексообразованию

окислительно-восстановительные свойства

3. Cоединения железа в организме выполняют функцию

буферную

транспортную

каталитическую

4. В периоде с увеличение порядкового номера элементов металлические свойства:

ослабевают

Занятие № 6

Тема 6: Классификация, номенклатура органических соединений. Общие закономерности реакционной способности органических соединений

Дайте краткий ответ на теоретические вопросы:

1.Влияние электронных, пространственных факторов и стабильности уходящих групп на реакционную способность соединений в реакциях S_N

Нуклеофильное замещение может протекать по двум механизмам: бимолекулярному S_N2 и мономолекулярному S_N1.

Реакция является бимолекулярной, т.е. скорость реакции зависит от концентрации субстрата – S (моногалогенопроизводное) и реагента Nu (нуклеофил). В стадии определяющей скорость реакции участвуют молекула S и молекула (анион) реагента.

В переходном состоянии атакуемый атом углерода является пятикоординационным и становится практически плоским. Роль пространственного фактора в механизме S_N2 является решающей. Реализация переходного состояния напрямую зависит от объема алкильного заместителя в субстрате. Чем больше объем (разветвленность) алкильной группы S, тем труднее будет образовываться переходное состояние. Механизм S_N2 реализуется главным образом для первичных галогенопроизводных

Реакция является мономолекулярной, т.е. скорость реакции зависит от концентрации субстрата. Лимитирующей стадией реакции является диссоциация моногалогенопроизводного за счет диполь-дипольного взаимодействия с молекулами растворителя.

Для реализации механизма S_N1 необходимо образование устойчивого карбокатиона. Поскольку наибольшей стабильностью обладают третичные карбокатионы, следовательно, по механизму S_N1 реагируют главным образом третичные галогенопроизводные. Таким образом, соединения с третичными радикалами реагируют по S_N1, а с первичными - поS_N2 механизму. Соединения с вторичными радикалами могут реагировать по любому механизму в зависимости от природы нуклеофила, уходящей группы и растворителя.

Если атом галогена находится у атома углерода, расположенного рядом с ненасыщенным углеродным атомом (в -положении), то он отличается повышенной реакционной способностью.

2. Классификация органических соединений: по строению углеродного скелета, по наличию функциональных групп.

Классификация органических соединений по строению углеродного скелета:

Большое многообразие органических соединений можно рассматривать в целом как углеводороды или их производные, полученные путем введения в структуру углеводородов функциональных групп.

Функциональная группа - это гетероатом или группа атомов неуглеводородного характера, определяющие принадлежность соединения к определенному классу и ответственных за его химические свойства.

Вторым, более существенным классификационным критерием, служит деление органических соединений на классы в зависимости от природы функциональных групп.

Соединения с одной функциональной группой называют монофункциональными (например, этанол), с несколькими одинаковыми функциональными группами – полифункциональными.

Ответьте на тесты:

1. Стереоизомеры, которые отличаются различным расположением атомов и групп атомов в пространстве это

диастереомерами

2.Cтереоизомеры, которые не являются зеркальным отражением один другого и имеют различные физические и химические свойства это

Диастереомерами

3. Органические соединения, родоначальная структура которых содержит только атомы углерода, называются

карбоциклическими

4. Соединения, содержащие в цикле углерод и другие элементы называются

гетероциклическими

Занятие № 7