Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

КНИЖЕЧКАметод_указ_мед_химия

.pdf
Скачиваний:
127
Добавлен:
23.02.2015
Размер:
945.25 Кб
Скачать

Донецкий национальный медицинский университет им. М.Горького Кафедра медицинской химии

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к практическим занятиям по медицинской химии

для студентов первого курса международного медицинского факультета.

Донецк - 2011

1

Методические указания подготовили:

зав. кафедрой, доцент Рождественский Е.Ю.

доцент Сидун М.С.,

ст. преподаватель Павленко В.И.,

ассистенты кафедры Игнатьева В.В., Бойцова В.Е., Бусурина З.А., Стрелецкая Л.П., Сидоренко Л.М.

Методические указания утверждены на заседании Ученого Совета Дон НМУ им. М. Горького 24.06.2011 г., протокол №5.

Рецензенты:

1.Д.м.н., зав. каф. патологической физиологии, профессор Ельский В.М.

2.Д.х.н.,зав.каф.фармацевтической и токсикологической химии Матвиенко А.Г.

2

Введение.

Целью развития отечественного образования в настоящее время является его конкурентноспособность по отношению к европейской системе образования. В 1999 года в европейской школе высшего образования был принят Болонский процесс. Основным принципом, которого является создания единого общеобразовательного пространства. Поскольку Украина - участник этого процесса, это влечет за собою изменение образовательных программ в высших учебных заведениях, а так же дает возможность нашим студентам получать высшее образование на уровне европейских стандартов.

Методические указания, которые предлагаются Вашему вниманию, должны помочь в освоении курса медицинской химии и формированию умений, необходимых в учебной и будущей профессиональной деятельности. В связи с этим методические указания имеют определенную структуру. Каждый раздел начинается с обоснования актуальности и значения темы в медицине и биологии. Затем формулируются цели изучения конкретного раздела, отображающие умения, которые необходимо приобрести, и обеспечивают управление внеаудиторной подготовкой к практическим занятиям. Теоретические вопросы к темам помогут овладеть содержанием, без знания которого невозможно выполнения целевых видов деятельности. В списках литературы указаны источники для изучения конкретных тем. Освоению материала оказывают содействие структурно-логические схемы содержания (графы).

Методические указания содержат ситуационные задачи, сформулированные соответственно целям освоения учебного материала. Задания предлагается выполнить самостоятельно. Решения этих заданий способствует проверке степени готовности к занятиям. Краткие методические указания, которые завершают каждую тему, дают возможность определить последовательность, этапы, их продолжительность и обеспечение занятий. Эти методические рекомендации помогут осуществить качественную подготовку студентов соответственно требованиям кафедры.

Изучение разделов предмета и коррекция знаний помогут будущим медикам освоить медицинскую химию как теоретическую базу для изучения таких фундаментальных дисциплин как биохимия, фармацевтическая химия. Мы надеемся, что самостоятельная работа студентов и контроль ее обеспечит приобретения знаний на качественно более высоком уровне, помогут использовать полученные знания при решении конкретных задач, которые будут встречаться в их врачебной практике. Участие в Болонской системе предоставляет возможность достойно проявить себя не только в профессиональной деятельности, но и на рынке труда. В конце хотелось отметить только знания химических, физических биологических законов поможет будущим врачам оценить значение важнейшей проблемы, стоящей сейчас перед человечеством – сохранение здоровья людей.

3

ПЕРИОДИЧЕСКИЙ ЗАКОН Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА. ОСНОВНЫЕ КЛАССЫ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ.

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ.

Отличительная черта современной медицины – активное внедрение достижений химии в теорию и практику исследований функций живого организма. Еще великий ученый М.В. Ломоносов говорил, что «понимаемые в глубоком смысле химия и медицина неотделимы». Медицинская химия изучает химические основы процессов жизнедеятельности живого организма, которые подчиняются основным химическим закономерностям. Большинство процессов, происходящих в живом организме, объясняется на основании теоретических положений неорганической, физической и коллоидной химии. Например, изменение структуры и функций клеток крови в растворах кровезаменителей объясняется законами осмотического давления. Не менее важную роль играют законы кинетики и катализа, которые дают возможность понимать закономерности протекания ферментативных процессов.

Поэтому особую роль приобретает знание основ медицинской химии, которая служит фундаментом при последующем изучении биоорганической и биологической химии, фармакологии, физиологии, гистологии, санитарии и гигиены, анестезиологии.

Прогресс современной медицины во многом обусловлен достижениями в химии. Положительный эффект врачебной деятельности на 70% определяется наличием лекарственных препаратов, большинство которых синтезировано химиками.

Периодический закон и созданная на его основе периодическая система элементов Д.И. Менделеева являются одним из основных законов естествознания, фундаментом современного учения о строении материи. Химия получила теоретический фундамент и приобрела черты современной науки. Значение этого закона выходит далеко за пределы химии. Так, успехи атомной и ядерной физики атома стали возможны лишь благодаря периодическому закону. С другой стороны, развитие квантовой механики расширили и углубили содержание закона.

Вокружающей природе, в живом организме химические элементы образуют большое число неорганических соединений. Их классификация позволяет проследить закономерности изменений свойств соединений, выявить взаимосвязь между ними, произвести обобщение. Это помогает изучению большого объема фактического материала и дает возможность прогнозировать протекание той или иной реакции между веществами.

Впериодической системе элементов нашли своё подтверждение все основные законы философии: закон единства и борьбы противоположностей, переход количества в качество, отрицание отрицания.

Знание периодического закона и периодической системы Д.И. Менделеева,

атакже основных классов неорганических соединений необходимы студентам для дальнейшего изучения ими курсов биохимии, фармакологии и клинических дисциплин.

4

ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ.

ОБЩАЯ ЦЕЛЬ.

Уметь трактовать периодическую систему Д.И. Менделеева для составления электронных и электронно-графических формул элементов и на основании положения элемента в системе характеризовать его свойства и свойства его важнейших соединений, а так же анализировать основные классы неорганических соединений.

КОНКРЕТНЫЕ ЦЕЛИ.

УМЕТЬ:

1.Интерпретировать понятия период, группа, подгруппа.

2.Интерпретировать сущность порядкового номера элемента, периодичность изменения свойств элементов, а также понятий: потенциал ионизации, сродство к электрону, электроотрицательность, радиус атома и ионов.

3.Интерпретировать изменение металлических и неметаллических, окислительно-восстановительных свойств элементов в группах и периодах.

4.Интерпретировать оксиды, гидроксиды, кислоты и соли.

5.Трактовать зависимость кислотно-основных свойств оксидов и гидроксидов от положения элемента в периодической системе Д.И. Менделеева.

СОДЕРЖАНИЕ ОБУЧЕНИЯ.

1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ.

1.Вступление к практикуму. Роль курса медицинской химии.

2.Развитие периодического закона. Закон Мозли. Современная трактовка периодического закона.

3.Структура периодической системы и её обоснование с позиций теории строения атома.

4.Периодичность изменения свойств атомов: атомных и ионных радиусов, потенциала ионизации, энергии ионизации, энергии сродства к электрону, электроотрицательности.

5.Классы оксидов, гидроксидов, кислот и солей. Их классификация.

6.Изменение окислительно-восстановительных, кислотно-основных свойств кислородных соединений, устойчивости водородных соединений.

7.Роль периодического системы Д.И. Менделеева в современной химии.

5

2. ГРАФ ЛОГИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ ТЕМЫ.

ПЕРИОДИЧЕСКИЙ ЗАКОН Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА.

ЗАКОН МОЗЛИ. СОВРЕМЕННАЯ ФОРМУЛИРОВКА ПЕРИОДИЧЕСКОГО ЗАКОНА.

ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА

Структура

Периоды

Группы.

Подгруппы.

 

Свойства химических

соединений

Периодичность изменения свойств элементов в группах и периодах.

Атомные и

 

Е ионизации и

 

Окислительно-

 

Кислотно-основные

ионные R

 

сродства к е, Э.О.

 

восстановитель

 

свойства

 

 

 

 

ные свойства

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Характеристика свойств элементов и его важнейших соединений.

Медико-биологическое

 

 

 

 

значение

Оксиды

Гидроксиды

Кислоты

Соли

Биология

 

Биохимия

 

Гигиена

 

Хирургия

 

 

 

 

 

 

 

6

3. ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ. Основная литература.

1.Медицинская химия: учебник. Калибабчук В.А., Грищенко Л.И., Галинская В.И. и др. – К.: Медицина, 2008. – С. 7-24.

2.Мороз А.С., Луцевич Д.Д., Яворська Л.П. Медична хімія. – Вінниця:

Нова книга, 2006. – С. 20-44.

Дополнительная литература.

3.Левітін Є.Я., Бризицька А.М., Клюєва Р.Г. Загальна та неорганічна хімія. Підручник. – Вінниця: Нова книга, 2003. – С. 41-60, 99-125.

4.Н.И. Михайличенко. Общетеоретические основы химии. – К.: Высшая школа, 1979. – С. 35-49.

5.Ершов Ю.А., Попков В.А., Берлянд А.З. Общая химии. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов. Учебник для ВУЗов. – М.: Высшая школа,

2000. – С. 153-164.

6. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. Учебник для ВУЗов. – М.: Высшая школа, изд. центр «Академия», 2001. – С. 27-45.

ОРИЕНТИРОВАННАЯ ОСНОВА ДЕЯТЕЛЬНОСТИ.

Инструкция к пратическому занятию.

РЕШЕНИЕ ОБУЧАЮЩИХ ЗАДАЧ.

Задача 1.

Напишите электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 20 и 50 и укажите к каким элементам они относятся.

Эталон решения:

Элементы с порядковыми номерами 20 и 50 в периодической системе – это кальций и олово. Порядковый номер элемента показывает заряд ядра и число электронов в атоме. Используя номер периода, в котором находится каждый из элементов, их электронные формулы можно изобразить:

Са

KL 3s23p64s2;

Кальций – s- элемент;

Sn

KLM 4s24p65s2;

Олово – р-элемент.

Задача 2.

Напишите электронные формулы атомов хлора и стронция, и их ионов Сl, Sr2+.

Эталон решения:

Электронные формулы атомов элементов имеют вид:

Сl

KL 3s23p5;

Sr

KLM 4s24p65s2.

Атом хлора, принимая электрон, превращается в однозарядный ион с восьмиэлектронной внешней оболочкой, а атом стронция, отдавая 2 электрона превращается в двузарядный катион. Электронные формулы ионов имеют вид:

Сl

KL 3s23p6;

Sn2+

KLM 4s24p65s0.

7

Задача 3.

Пользуясь правилом Клечковского и положением элементов в периодической системе, укажите, нейтральным атомам каких элементов, отвечают электронные формулы: KL 3s23p63d14s2 и KLM 4s24p2. Приведите формулы их ионов Е3+ и Е2+.

Эталон решения:

Значения главного квантового числа внешнего электронного уровня указывают на то, что элементы находятся в 4-м периоде, причем один из них d-элемент, а другой – р-элемент, на это указывают незаполненные d-орбитали и соответственно р-орбитали. Число валентных электронов 3d14s2 и 4s24p2 подтверждают, что эти элементы соответственно 3-ей и 4-ой групп периодической системы. Значит это элементы – скандий и германий. Для получения катиона Sc3+ из атома нужно удалить два s- и один d-электрон, для получения катиона германия необходимо удалить из нейтрального атома два р- электрона. Тогда электронные формулы ионов имеют вид:

Sc3+

KL 3s23p63d104s0;

Ge2+

KLM 4s24p0.

Задача 4.

Дайте сравнительную характеристику элементов хлора и марганца.

Эталон решения:

Хлор и марганец – элементы седьмой группы, атомы которых имеют одинаковые число валентных электронов, равное номеру группы. Высшая степень окисления элементов +7, поэтому формулы высших оксидов – Cl 2O7 и Mn2O7. Они характеризуются кислотными свойствами, в качестве гидроксидов им соответствуют сильные кислоты HClO4 и HMnO4. Валентные электроны этих элементов находятся на разных энергетических уровнях: у атома хлора это s- и р-электроны внешнего уровня, для завершения которого не хватает одного электрона. Поэтому хлор – типичный неметалл, сильный окислитель.

У атома марганца валентные 2 s-электрона внешнего 5 d-электронов предпоследнего энергетических уровней, поэтому марганец – типичный металл, сильный восстановитель.

Соединения этих элементов в низших степенях окисления отличаются по свойствам. Низший оксид марганца MnO – основной оксид, которому соответствует слабое основание Mn(OH)2, а низший оксид хлора Cl2O – кислотный оксид, ангидрид слабой хлорноватистой кислоты HClO.

Задача 5.

Назовите валентные электроны атомов s-, p-, d-, f-элементов. Подчеркните их в электронных формулах атомов элементов с порядковыми номерами 5,15,17,24,25,35 и укажите, к каким электронным семействам они принадлежат.

Задача 6.

Напишите электронные формулы ионов элементов 4-ого периода аналогов аргона.

8

Задача 7.

Объясните причину «проскока» внешнего s-электрона в атомах хрома и меди.

Задача 8.

Напишите формулы высших оксидов и гидроксидов элементов третьего периода и охарактеризуйте порядок изменения кислотно-основных свойств этих веществ с увеличением заряда ядра атома.

Задача 9.

Разместите гидроксиды в порядке возрастания основных свойств: NaOH, CsOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2, Zn(OH)2, Cd (OH)2.

Задача 10.

Пользуясь положением элементов в периодической системе, определите какой из гидроксидов более сильное основание Sn(OH)2 или Pb(OH)2.

Задача 11.

Укажите символы химических элементов, ионам которых отвечают электронные формулы:

E–2 [He] 2s22p6

E[Ne] 3s23p6

E+2 [Ne] [Ar]3d5; [Ar] 3d2; [Ar] 3d3

Задача 12.

На основании электронного строения атомов дайте сравнительную характеристику элементов хрому и сере.

НАБОР ЗАДАНИЙ ДЛЯ ПРОВЕРКИ ДОСТИЖЕНИЯ КОНКРЕТНЫХ ЦЕЛЕЙ ОБУЧЕНИЯ.

Задание 1.

Элементы характеризуются определенной периодичностью в изменении их свойств в периодической системе. Укажите фактор, определяющий эти изменения.

A.Заряд атома

B.Степень окисления

C.Валентность

D.Атомный радиус

E.Электроотрицательность

Задание 2.

Одна из классификаций химических элементов основана на строении их электронных оболочек. Согласно неё все элементы можно разделить на s-, p-, d-

иf-элементы. Укажите р-элементы. A. S, P, Cl

9

B.K, Ca, Se

C.Ba, Mg, Al

D.Mn, Br, Mo

E.P, S, Cr

Задание 3.

Все водородные соединения элементов V-A группы обладают токсичностью. Укажите наиболее стойкие летучие водородные соединения.

A.NH3

B.PH3

C.AsH3

D.SbH3

E.BiH3

Задание 4.

Свойства ионов зависят от их положения в периодической системе. Укажите, как изменяются восстановительные свойства в ряду: Сl– Br – I

A.Уменьшаются

B.Увеличиваются

C.Не изменяются

D.Бром сильный восстановитель, чем хлор

E.Не проявляют восстановительных свойств

Задание 5.

Основные свойства гидроксидов определяются положением элемента в периодической системе. Укажите, какой из перечисленных гидроксидов имеет наиболее выраженные основные свойства.

A.CsOH

B.LiOH

C.KOH

D.Ca(OH)2

E.Mg(OH)2

Задание 6.

Степень окисления элемента определяется его электронной структурой, которая зависит от положения элемента в периодической системе. Укажите элемент, который имеет только положительную степень окисления.

A.Магний

B.Сера

C.Хлор

D.Кислород

E.Фтор

10