Общая характеристика s-элементов IА-группы

В нормальном состоянии у атомов этих элементов нет неспаренных электронов, но при переходе атомов в возбужденное состояние один из s-валентных электронов переходит на р-подуровень.

Это и обусловливает проявление степени окисления +2. Например, атом магния в возбужденном состоянии имеет следующую электронную формулу. что входит в систему умный дом

Степень окисления больше +2 элементы IIА-группы не проявляют.

Несмотря на то, что число валентных электронов у атомов s-элементов IIА-группы одинаково, свойства магния и в особенности бериллия существенно отличаются от свойств щелочноземельных металлов. Последнее прежде всего обусловлено значительным различием радиусов их атомов и ионов.

Отличие свойств бериллия связано и с тем, что его валентным электронам предшествует двухэлектронная оболочка. Кроме того, химические свойства бериллия и магния отличаются от свойств щелочно-земельных металлов вследствие того, что кальций, стронций, барий и радий имеют свободные d-орбитали, близкие по энергии к ns-орбиталям.

Бериллий во многом сходен с алюминием (диагональное сходство в периодической системе). Радиус атома и иона бериллия значительно меньше в сравнении с другими s-элементами группы. Соответственно энергия ионизации атома бериллия существенно выше, чем у остальных s-элементов IIА-группы. В отличие от магния и щелочноземельных металлов бериллий является амфотерным элементом, для него характерна в значительной степени ковалентная связь с атомами других элементов. В обычных условиях бериллий образует не простые, а комплексные ионы. В ряду Be+ — Mg2+ — Са2+— Sr2+ — Ва2+ прочность комплексов с кислородсодержащими и другими лигандами уменьшается:

Способность иона Ве2+ образовывать более прочные комплексы по сравнению с ионом Mg2+ с кислородсодержащими лигандами, фторидами и другими, присутствующими в живых организмах, обусловливает токсическое действие этого катиона.

Например, ион бериллия подавляет активность многих ферментов, активируемых ионом Mg в результате замещения ионов магния в его комплексах с ферментами, нуклеиновыми кислотами и другими биолигандами, содержащими фосфатные группы:

Высокопрочные тетраэдрические комплексы бериллия (sр3 -гибридизация орбиталей) с фосфатами хорошо растворимы по сравнению с менее прочными октаэдрическими комплексами магния (sр3d2 -гибридизация орбиталей). В результате реакции замещения введенный в организм бериллий выводит из организмов в виде прочного комплекса фосфор (фосфатные группы). В свою очередь, это приводит к уменьшению содержания кальция в организме. Таким образом, в результате попадания бериллия в организм возникает заболевание «бериллиевый рахит». Так как приведенная выше реакция является обратимой, введение большого избытка солей магния приводит к смещению равновесия влево (принцип Ле Шателье) и восстановлению активности фермента.

Магний и бериллий являются антагонистами, т. е. добавление одного элемента приводит к вытеснению другого. Именно поэтому при отравлении солями бериллия вводят избыток солей магния. Вследствие токсичности соединения бериллия в медицинской практике в качестве лекарственных средств не применяются.

Магний и бериллий существенно различаются размерами атомов и ионов. Больший размер иона магния обусловливает и более высокое координационное число этого иона, как правило, равное 6 в комплексных соединениях с биолигандами. Химические связи иона магния с донорными атомами кислорода и азота биолигандов имеют более ионный характер по сравнению со связями иона бериллия. В отличие от всех остальных катионов IIА-группы, для которых предпочтительнее координация с атомами кислорода, ионы Mg+ преимущественно координируются с атомами азота.

Комплексные соединения магния играют огромную роль в жизнедеятельности растительных и животных организмов.

Так, например, ион Mg2+ является комплексообразователем в пигменте зеленых растений − хлорофилле− бионеорганическом соединении, играющем важную роль в процессе фотосинтеза:

Во внутриклеточной жидкости, для которой характерно содержание ионов Mg2+, аденозинтрифосфат (АТФ) и аденозиндифосфат (АДФ) присутствуют в основном в виде комплексов MgАТФ2- и MgАДФ- :

Другое по теме:

Система организации русской лексики как основа изучения тематической группы наименований лица по профессии и роду занятий
Лексика русского языка – это упорядоченное множество элементов, связанных определенными отношениями. Несмотря на то, что лексическая система достаточно открыта, а само количество элементов несоизмеримо велико по сравнению с элементами других систем, лексика все же представляет собой относительно ус ...

Особенности взаимодействия педагогов с родителями детей в ДОУ
Издавна ведется спор, что важнее в становлении личности: семья или общественное воспитание (детский сад, школа, другие образовательные учреждения). Одни великие педагоги склонялись в пользу семьи, другие отдавали пальму первенства общественным учреждениям. Так, Я.А. Коменский назвал материнской шко ...

Сущность подготовки к обучению грамоте
Для определения сущности подготовки к обучению грамоте следует, прежде всего, понять, каковы особенности письменной речи и что является главным в процессе овладения чтением и письмом. Чтение и письмо – виды речевой деятельности, основой для которых является устная речь. Это сложный ряд новых ассоци ...