Курсовая теория на тему Изучение реакций комплексообразования в системе европий(iii)- глюконовая кислота

Содержание:

Введение. 2

1. Комплексообразование лантаноидов. 3

1.1 Бионеметаллы и биометаллы.. 3

1.2 Свойства лантаноидов. 5

1.3 Важнейшие биолиганды.. 8

1.3.1 Комплексы с полидентатными и
макроциклическими лигандами. 8

1.3.2 Биополимеры, на основе которых строится
комплексообразование в биологических системах. 11

2. Реакции комплексообразования европия (III) 15

2.1 Моноядерный комплекс европия (III) с бензойной
кислотой, глюконовой кислотой. 15

2.2 Комплексообразование америция (III) и европия
(III) с лактатом при повышенных температурах. 26

Заключение. 31

Список использованной литературы.. 32

Введение:

В
конце XIX века в немецком журнале неорганической химии появилась статья:
«Строение неорганических соединений» под авторством швейцарского химика
Вернера, в которой ученый изложил основные положения теории, которую он назвал
«координационной теорией» и впервые ввел понятие «комплексного соединения».

Представления
о комплексных соединениях возникли в тот момент, когда было замечено, что
состав некоторых соединений не подчиняется общим правилам валентности.

При
действии раствором щелочи на раствор соли цинка (например, ZnCl2) выпадает
осадок, а при избытке щелочи осадок растворяется, с образованием соединения
состава [Zn(OH)4]2-, называемого комплексом.

Согласно
Вернеру в подобных соединениях можно различить внутреннюю и внешнюю
координационные сферы. Внутренняя сфера состоит из комплексообразователя и
связанных с ним координационными связями лигандов. Причиной возникновения
координационных связей являются донорно-акцепторные взаимодействия центрального
атома с лигандом. Т.о. комплексообразователь является кислотой Льюиса, а лиганд
– основанием Льюиса.

Наряду
с моноядерными комплексами существуют и полиядерные, в структуре которых
присутствуют два и более центральных атомов-комплексообразователей, к таковым
относятся кластерные соединения, где присутствуют связи между центральными
атомами.

Поведение
комплексных частиц в растворах определяется, прежде всего, их устойчивостью.
Как и в случае слабых электролитов, образование и диссоциация некого комплекса
MLn в растворе всегда проходят ступенчато, полная же константа устойчивости
комплекса определяется равновесием.

Заключение:

За последние несколько
десятилетий комплексы переходных металлов привлекли значительное внимание в
медицинской неорганической химии, особенно в качестве синтетических
металлонуклеаз и противоопухолевых препаратов на основе металлов, которые
способны связываться с ДНК в физиологических условиях. Использование препаратов
на основе металлов представляет собой наиболее важную стратегию в разработке
новых противоопухолевых и антимикробных средств. Негативные побочные эффекты во
время лечения (такие как рвота, резистентность, нефротоксичность,
ототоксичность, нейротоксичность и кардиотоксичность) побудили исследователей
разработать новые классы ДНК-и белковых таргетных противоопухолевых агентов на
основе металлов с потенциальной селективностью in vitro и меньшей токсичностью.
Знание механизма взаимодействия ионов цинка (II) и меди (II) с биомолекулами и
другими соответствующими лигандами имеет важное значение для понимания
клеточной биологии комплексов доставки к ДНК и белкам. Результаты, полученные в
результате исследований, дают полезную информацию для будущего проектирования
потенциальных противоопухолевых препаратов на основе цинка и меди. Наблюдался
иной механизм взаимодействия с выбранными биомолекулами по сравнению с препаратами
на основе платины.

Переходные металлы проявляются
практически во всех аспектах нашей повседневной жизни, начиная от промышленного
использования, такого как производство строительных и отделочных материалов,
инструментов, транспортных средств, вплоть до косметики, красок и удобрений. Их
реакции вообще важны во многих технических процессах, таких как катализ, синтез
материалов, фотохимия, а также в биологии и медицине.

Фрагмент текста работы:

1.
Комплексообразование лантаноидов

1.1
Бионеметаллы и биометаллы Все живое неразрывно связано с
химией, так в состав живых организмов входит порядка 20 химических элементов
Периодической системы, а также их соединения. Растения и животные включают в
химический состав своих клеток и тканей различные химические вещества, которые
делятся на металлы и неметаллы. Элементы с неметаллическими свойствами, которые
имеют особое биологическое значение – C,
H, O, N, P, S, F, Cl, Br.

А также типичные металлы имеют
место быть в органических соединениях: Na, K, Ca, Mg, Fe, Zn, Co, Cu, Mn, Mo и другие.

Чтобы математически и
статистически подтвердить выше сказанное приведем состав и количественное
соотношение элементов, которые входят в состав здорового среднестатистического
человека. За средний вес примем 70 кг. Итак, элементы неметаллы: кислород
составляет большую часть от всех элементов, более 45 кг, углерод составляет 12,
5 кг, азот и фосфор по 2,2 кг. Металлы: Кальций – 1,8 кг, калий – 0,25 кг,
магний – 43 г, натрий – 0,07 кг, железо не более 5 г, цинк и того меньше – 3г.
Другие металлы, их называют микроэлементами, составляют менее 0,01 % от всей
массы – медь, марганец [3,4c.]. Рисунок 1 Положение
биоэлементов в Периодической системе Д.И. Менделеева Стоит отметить, что
распространенность того или иного элемента в природе не влияет на его
значимость и количество в составе живых существ. Кроме того, биоэлементы, или
так называемые важнейшие органические элементы, которые имеют особую значимость
в биологических системах, по своим химическим свойствам, строению электронных
оболочек, атомным массам, значительно отличаются друг от друга.

К примеру, ряд важных
биоорганических металлов (биометаллов) способны принимать ионную структуру, с
завершенной электронной оболочкой, свойственную благородным газам, и как
следствие у них нет переменной валентности. Так же есть элементы металлы (цинк,
медь, кобальт, железо II,
III, молибден V, VI), имеющие завершенный 18 – электронный
энергетический уровень, поэтому имеют промежуточные степени окисления, которые
особенно проявляются в окислительно – восстановительных реакциях.[1, с. 319]

Натрий и калий способны
образовывать ионные или ковалентные слабо — полярные связи, либо как цинк и
молибден – ковалентные сильно – полярные связи, комплексообразующие ионы
представлены в основном в ряду: железо (III), кобальт, цинк, медь. Хотя тот же
кальций, магний и марганец, образуют менее прочные комплексы, участвуют в
метаболических процессах биологических систем, а ионы натрия и калия в
содействии с макроциклическими лигандами строят сложные и устойчивые комплексы.

Радиусы ионов натрия и калия
отличаются незначительно – натрий имеет радиус 0,97 А, калий – 1,34 А, а при их
гидратации радиусы значительно изменяются. Это свойство сказывается на
биологической роли и антагонистической особенности натрия и калия. Ион натрия –
внутриклеточный, ион калия – внеклеточный. Процессы взаимодействия ионных
частиц во многом зависят от типа связи структурной организации частиц.

Допустим калийные ионы
замещаются в живых клетках на положительно заряженные ионы щелочных металлов
(рубидий, цезий), либо на ион – аммония и титана.