5. Общая характеристика s-элементов. Характеристика элементов I a группы. Биогенная роль данных элементов, применение их соединений в медицине. Радионуклид Cs-137.

К s-блоку относятся химические элементы с электронной формулой ns^x, где х = 1, 2. Различают s¹-элементы (щелочные металлы и водород) и s²-элементы (Be, Mg, щелочноземельные металлы и гелий). Элементы s-блока – это металлы (исключение составляют H и He). Самыми активными являются щелочные металлы, легко отдающие валентный электрон и превращающиеся в устойчивые однозарядные катионы: Me – е → Me⁺.Их высокая металличность обусловлена большими атомными радиусами и лишь одним валентным электроном на внешнем уровне. s²-Элементы уступают им по металличности, так как имеют меньшие радиусы и большее число валентных электронов. В подгруппах s-элементов сверху вниз металличность атомов усиливается, что обусловлено увеличением атомных радиусов и уменьшением энергии ионизации. В своих соединениях s-металлы проявляют степени окисления +1 (щелочные) и +2 (Be, Mg и щелочноземельные металлы). К их важнейшим соединениям относятся: оксиды Me₂O и MeO, гидроксиды MeOH и Me(OH)₂, гидриды MeH и MeH_2, соли. Оксиды и гидроксиды s-металлов имеют основной характер, усиливающийся с ростом металличности элементов: . Исключением являются BeO и Be(OH)₂, обладающие амфотерными свойствами: K_a = 10^-30, K_b = 10^-18,

2 H⁺ + BeO₂^2- ⇄ Be(OH)₂ ⇄ Be²⁺ + 2 OH^-. Амфотерность – это кислотно-основная двойственность. Гидриды s-металлов – твердые солеподобные вещества ионного типа, легко разлагающиеся водой и кислотами: MgH₂ + 2 H₂O → Mg(OH)₂ + 2 H₂, MgH₂ + 2 HCl → MgCl₂ + 2 H₂. Особое положение среди s-элементов занимает водород. Согласно современным представлениям, водород с электронной конфигурацией 1s¹ нельзя отнести к какой-либо группе; его следует считать просто первым элементом периодической системы. К важнейшим биогенным элементам s-блока, кроме H, относятся Na, K, Ca и Mg. Все они являются макроэлементами. К высокотоксичным элементам относится барий. Например, высшей летальной дозой BaCl₂ является 1 г/ 70 кг массы тела человека.

В IА – группу входят s – элементы – щелочные металлы, исключительно важные для нормальной жизнедеятельности животных и человека. Наибольшее значение для живых организмов имеют макроэлементы натрий, калий. Все элементы этой группы очень сходны по свойствам, что объясняется однотипным строением не только валентной электронной оболочки, но и предвнешней ( за исключением лития). С ростом радиуса атома в группе LiFr ослабевает связь валентного электрона с ядром. Соответственно, в этом ряду энергия ионизации атомов щелочных металлов уменьшается. Все щелочные металлы имеют отрицательные стандартные окислительно-восстановительные потенциалы. Это характеризует их как очень сильные восстановители. В следствии незначительного поляризующего действия ( устойчивая электронная структура, большие размеры, малый заряд ядра) комплекса образования для ионов щелочных металлов в особенности для ионов K, Rb, Cs, Fr малохарактерна. Тем не менее они способны образовывать комплексные соединения с некоторыми биолегандами. Щелочи – относительно легкоплавки и хорошо растворимы в воде (за исключением LiOH).

Цезий. По содержанию в организме человека цезий (10^-4 %) относится к микроэлементам. Он постоянно содержится в организме, но биологическая роль его еще не выяснена. Являясь полным аналогом калия, цезий также накапливается во внутриклеточной жидкости и может в различных процессах замещать эквивалентное количество калия. Синергист калия — цезий активирует многие те же самые ферменты, что и калий. Радиоактивный изотоп ¹³⁷Cs  используют в радиотерапии злокачественных опухолей, а также при изучении метаболизма калия. Благодаря быстрому распаду его можно даже вводить в организм, не опасаясь длительного вредного воздействия.