Министерство здравоохранения Республики Беларусь

Учреждение образования

«Гомельский государственный медицинский университет»

Кафедра общей и биоорганической химии

Обсуждено на заседании кафедры ___________________

Протокол №_____________________________________

Методическая разработка

для проведения занятия со студентами I курса

лечебного факультета по общей химии

Тема № 14: d-Элементы и их соединения

Время: 3 часа

1. УЧЕБНЫЕ И ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ ЦЕЛИ:

Сформировать системные знания об особенностях строения атомов d-элементов во взаимосвязи с их физическими и химическими свойствами; ознакомить студентов с биологической ролью d-элементов и применением их соединений в медицине. Познакомить студентов с методикой проведения качественных реакций, выполняемых для обнаружения катионов d-элементов в водных растворах.

МОТИВАЦИЯ ДЛЯ УСВОЕНИЯ ТЕМЫ:

Для поддержания жизнедеятельности организма нужны не только белки, жиры, углеводы, витамины и аминокислоты, но и определенный набор микроэлементов. Из d-элементов важную роль в организме играют железо, кобальт, марганец, медь, цинк и молибден. В настоящее время установлена тесная связь между микроэлементами и ферментами, витаминами, гормонами, нуклеиновыми кислотами. Минеральные вещества либо повышают, либо понижают активность ферментов, влияют на обмен веществ и функции желез. Избыток или недостаток некоторых d-элементов в организме человека является причиной возникновения патологических состояний. Соединения d-элементов широко используются в качестве лекарственных препаратов. В избыточных концентрациях они ядовиты.

Данная тема позволяет выявить взаимосвязь химических свойств d-элементов и их соединений с их биологическими функциями в живых системах, что, в свою очередь, явится теоретической базой для изучения биохимии, фармакологии и некоторых клинических дисциплин.

ТРЕБОВАНИЯ К ИСХОДНОМУ УРОВНЮ ЗНАНИЙ:

а) понятие о d-элементах, их электронные формулы;

б) описание элемента, исходя из его положения в ПС;

в) важнейшие соединения d-элементов (оксиды, гидроксиды, соли);

г) химические свойства d-элементов и их соединений;

д) строение комплексных соединений (метод валентных связей и теория кристаллического поля).

В результате проведения занятия студент должен:

1) знать:

• строение атомов и ионов d-элементов, их физико-химические характеристики;

• положение d-элементов в ПС, закономерности изменения их свойств в группах и периодах (изменение атомных радиусов в энергии ионизации, сродства к электрону и электроотрицательности в периодах и группах);

• строение и свойства важнейших соединений d-элементов: гидридов, оксидов, гидроксидов и солей;

• строение комплексных соединений d-элементов;

• химические свойства d-элементов и их важнейших соединений: окислительно-восстановительные реакции, реакции комплексообразования, реакции гидролиза солей;

• биогенные функции и топографию биогенных d-элементов – биометаллов в организме человека;

• некоторые лекарственные препараты, содержащие d-элементы.

2) уметь:

• составлять электронные формулы атомов и катионов d-элементов;

• находить в справочнике физико-химические характеристики атомов d-элементов и с их помощью проводить сравнение свойств;

• составлять уравнения ОВР с участием d-элементов методом полуреакций и определять их направление, пользуясь таблицей стандартных ОВ потенциалов;

• составлять уравнения гидролиза солей d-элементов и, пользуясь справочными данными, рассчитывать константы гидролиза;

• составлять уравнения реакций комплексообразования с участием катионов d-элементов, а также уметь дать оценку их термодинамической устойчивости с помощью констант нестойкости;

• составлять уравнения химико-аналитических реакций катионов d-элементов: Cu²⁺, Ag⁺, Zn²⁺, Cr³⁺, Mn²⁺, Fe²⁺, Fe³⁺, Co²⁺, Ni²⁺ и описывать их аналитические эффекты;

• составлять описание биометаллов (Cu, Fe, Zn, Mn, Mo, Co) по таблице 4.

• выполнять качественные (аналитические) реакции на катионы d-элементов: Cu²⁺, Ag⁺, Zn²⁺, Cr³⁺, Mn²⁺, Fe²⁺, Fe³⁺, Co²⁺, Ni²⁺.

2. СВЯЗЬ СО СМЕЖНЫМИ ДИСЦИПЛИНАМИ:

Полученные знания о топографии и химии биогенных элементов необходимы студентам-медикам при изучении биохимии, нормальной и патологической физиологии, а также фармакологии и блока клинических дисциплин.

3. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПО ТЕМЕ ЗАНЯТИЯ:

3.1 Положение d-элементов в ПС. Электронное строение атомов и катионов d-элементов. Физико-химические характеристики атомов d-элементов (атомные радиусы, энергия ионизации, сродство к электрону и относительная электроотрицательность) и закономерности их изменения в группах и периодах. Эффект d-сжатия.

3.2 Химические свойства d-элементов и их важнейших соединений (оксидов, гидроксидов и солей).

3.3 Строение комплексных соединений d-элементов с позиций метода ВС и теории кристаллического поля.

3.4 Химико-аналитические свойства катионов d-элементов.

4. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ЗАНЯТИЯ:

Лабораторная работа № 1

Химико-аналитические свойства ионов d-элементов