MeRSZ online
okoskönyvtár
Több száz tankönyv egy helyen.
Online. Bárhol. Bármikor.
Általános és bioszervetlen kémia
Az átmenetifémek komplexei
Az átmenetifémek a d-mező elemei. A d-elektronok kisebb fokú árnyékoló hatása révén az atommag egy elektronra ható vonzóereje fokozott, ez az ionsugár csökkenését, az ún. átmenetifém-kontrakciót és az ion fajlagos töltésének növekedését eredményezi. Ezért az átmenetifémek ionjai a kemény vagy közepesen kemény Lewis-savak közé sorolhatók.
A betöltetlen d-pályával rendelkező fémek komplex ionjai színesek. Azok a fémek, amelyek többféle oxidációs állapotban fordulnak elő komplexeikben, redoxikatalizátorként is szerepelhetnek a biológiai folyamatokban. A redukciós potenciált módosítja a ligandum is, pl. negatív töltésű liganduma magasabb oxidációs állapotnak kedvez és ezáltal csökken a redukciós potenciál.
Vizes oldatbana vasionra jellemző redoxifolyamat:
Ez az érték azonban megváltozik, ha a vasion különböző ligandumokkal komplex ionokat alkot (60. táblázat).
Viszonyítási alapként véve a Fe3+/Fe2+ redoxirendszer elektródpotenciálját megállapítható, hogy a negatív töltésű ligandumok hatására elektródpotenciál-csökkenés következik be, azaz stabilizálódik a vas(III) állapot. Ezért a hidroxid-, oxalát- és cianidionok jelenlétében a vas(II) könnyen oxidálható vas(III)-ionná. Aromás ligandumok hatására viszont a vas(II) állapot stabilizálódik, ezért dipiridil vagy fenantrolin jelenlétében a vas(II) nehezen oxidálható.
60. táblázat. Ligandumok hatása a vaskomplexek standard redukciós elektródpotenciáljára
|
Elektródfolyamat (redukció)
|
ε° (V)
|
|
Fe(OH)3 + e– → Fe(OH)2 + OH–
|
–0,56
|
|
Fe(III)-oxalát + e– → Fe(II)-oxalát
|
+0,02
|
|
[Fe(CN)6]3– + e– → [Fe(CN)6]4–
|
+0,22
|
|
Fe3+ + e– → Fe2+
|
+0,77
|
|
[Fe(dipy)3]3+ + e– → [Fe(dipy)3]2+
|
+0,96
|
|
[Fe(phen)3]3+ + e– → [Fe(phen)3]2+
|
+1,10
|
dipy: 2,2'-dipiridil és phen: fenantrolin kétfogú ligandumok rövidítései
A biológiai funkcióval rendelkező átmenetifémek a mikroelemek közé tartoznak (l. 124. ábra). A periódusos rendszer azonos oszlopában lévő elemek elófordulása a szervezetben a rendszám növekedésével általában csökken. Az első hosszú periódus (4. periódus) átmenetifémei szinte kivétel nélkül életfontosságú mikroelemek. Az 5. periódusban már csak a molibdénnek és az ónnak van biológiai funkciója, a 6. periódusbeli elemek pedig mind mérgezőek.
Az átmenetifémek mint metalloproteinek a fehérjék szerkezetét stabilizálják, és részt vesznek az aktív hely működésében Lewis-savként vagy redoxikatalizátorként. A fémion-katalízis különbözik a protonkatalízistól, mert a fémion egyidejűleg több ligandumhoz is képes koordinatív kötéssel kapcsolódni, és olyan pH-tartományban is működik, ahol protonkatalízis nem játszódhat le.
A fehérje aktív konformációját a fémion geometriája befolyásolja. A metalloenzimek aktív helyét az enzim többi részénél magasabb energiaállapot jellemzi. Ez a feszített vagy más szóval aktivált (entatikus) állapot biztosíthatja a katalízishez szükséges aktiválási energiát. A metalloenzimek nagy stabilitása nincs ellentétben az ,,entatikus állapot” hipotézissel. Az entatikus állapot csak termodinamikailag instabil, azonban az egyes ligandumokhoz kinetikailag inert módon kapcsolódott fémion a fém-enzim kapcsolat fennmaradását eredményezi a reakció során fellépő aktivált állapotban is, miközben más ligandumok cseréje igen gyors lehet. Ezt az állapotot jól példázza a Zn2+ katalitikus működése: erősen kötődik a magas energiaállapotú cink-enzim komplexben, miközben egyes ligandumjai, pl. a víz nagy sebességgel cserélődhetnek. A Cu-, Fe-, Mn-tartalmú metalloenzimek aktivált állapota hozzájárul a fémion oxidációs számának megváltozásához is.
Tartalomjegyzék
- ÁLTALÁNOS ÉS BIOSZERVETLEN KÉMIA
- Impresszum
- Az Olvasóhoz
- Általános kémia
- Kémiai alapfogalmak
- Az atomok elektronszerkezete és a periódusos rendszer
- A molekulák szerkezete
- Halmazállapotok
- Oldatok és kolloidok
- A víz és a vizes oldatok
- Kémiai egyensúlyok
- A kémiai egyensúly törvénye
- Egyensúlyok elektrolitoldatokban
- A víz disszociációs egyensúlya: Kv, pH és pOH
- Savakdisszociációs egyensúlya: Ks
- Bázisok disszociációs egyensúlya: Kb
- Összefüggés a Ks, Kb és Kv között
- Ionok reakciója vízzel
- Vizes sóoldatok kémhatása: hidrolízis
- A közös ion hatása
- Titrálási görbék
- Többértékű savak disszociációja
- Pufferoldatok
- Foszfátpuffer
- Hidrogén-karbonát–szén-dioxid puffer
- A víz disszociációs egyensúlya: Kv, pH és pOH
- Elektrolitok oldhatósága és az oldhatósági szorzat
- Kémiai termodinamika
- Reakciókinetika
- Elektrokémia
- A redoxifolyamatok termodinamikája
- Az elektrokémia gyakorlati alkalmazásai
- Bioszervetlen kémia
- Komplex vegyületek
- Az élethez szükséges elemek áttekintése
- Az alkálifémek szerepe biológiai rendszerekben
- A magnézium és a kalcium biológiai jelentősége
- Az átmenetifémek komplexei
- A vas biológiai jelentősége
- A réz biológiai jelentősége
- A cinkcsoport elemeinek biológiai jelentősége
- Metallotioneinek és funkciójuk
- A molibdén és a mangán biológiai szerepe
- A vanádium, króm, kobalt és nikkel élettani hatása
- A platinakomplexek daganatellenes hatása
- Az alumínium- és az óncsoport elemeinek biológiai szerepe
- A szilíciumvegyületek biológiai szerepe
- A nitrogén és foszfor szerepe a biológiai rendszerekben
- Az oxigéncsoport elemeinek biológiai jelentősége
- A halogének bioszervetlen kémiája
- Irodalom a bioszervetlen kémia fejezeteihez
- Rendszám- és atomtömeg-táblázat
Kiadó: Semmelweis Kiadó
Online megjelenés éve: 2026
ISBN: 978 963 331 705 1
A könyv feladata, hogy az orvostudományt, gyógyszerésztudományt és biológiát választó egyetemi szak hallgatóit és e téma iránt érdeklődőket megismertesse egyrészt a kémia tudomány alapjaival, az általános kémiával, másrészt a fémek és nemfémes elemek biológiai szerepével, a bioszervetlen kémiával vagy másképp, szervetlen biokémiával.
Hivatkozás: https://mersz.hu/erdoddi-gergely-vereb-altalanos-es-bioszervetlen-kemia//
BibTeXEndNoteMendeleyZotero
gomb segítségével választhatsz, hogy fejezetről fejezetre lapozva vagy inkább folyamatosan görgetve olvasnád-e a könyvet.
