«Искусственные спутники Земли» - Есть ли у Земли естественный спутник? Вечер. Соедините два круга длиной планкой. Наблюдают за состоянием лесов, полей, за пожарами. Полученные результаты заносятся в тетрадь. Спутники-наблюдатели. Взаимное притяжение Солнца и Земли. Люди научились выводить спутники на орбиту. Какова тема урока? Спутники-исследователи.

«Органическая шерсть» - Размеры: Рост 44, недоношенные, маловесные Рост 50, 0-3 мес. Рост 86, 1-2 года Чепчик и шапочка-шлем. Содержите малыша в комфортном тепле и не сковывает движения. Конверт для автокресла. Рост 44, недоношенные, маловеные Рост 50, 0-3 мес. Наружный шов не раздражает детскую кожу. Энергетика шерсти похожа на энергетику мамы.

«Шиповые соединения» - Проушины и гнезда получают с помощью долот и стамесок. Для упрочнения соединений применяют нагели. Размечают шипы и проушины с обеих сторон заготовки. Из клеевых соединений наиболее распространены шиповые. Диаметр сверла должен быть равен диаметру шканта. Детали и шканты там изготовляют станочники, а соединяют сборщики.

«Органические вещества» - Предмет органической химии. Сравните данное понятие с понятием «степень окисления». Строение молекулы пропана С3 Н8 отражают формулы: Приведите конкретные примеры. Валентность. Например, химическое строение метана: 3.Теория химического строения. 4. Вопросы и задания. Структурная формула. Сокращённая структурная формула.

«Развитие органической химии» - Азимов А.Н. Краткая история химии. Лекции. Проследить эволюцию химических идей и представлений в период от предыстории до настоящего времени. Тенденции развития органической химии. Презентация. Познакомиться с достижениями, современным состоянием и перспективами развития химии. Ремесленная органическая химия: пивоварение, виноделие, изготовление лекарств, красителей.

«Искусственный отбор Дарвин» - Выведение селекционерами 150 пород голубей, множества пород собак, сортов капусты… Учение Ч. Дарвина об искусственном отборе. Методы селекции. Лабораторная работа «Сравнение пород животных». Изучение Ч. Дарвином практики сельского хозяйства Англии. Искусственный отбор – процесс создания новых пород животных и сортов культурных растений путём систематического отбора и размножения особей с определёнными, ценными для человека признаками и свойствами.

Все вещества, которые содержат углеродный атом, помимо карбонатов, карбидов, цианидов, тиоционатов и угольной кислоты, представляют собой органические соединения. Это значит, что они способны создаваться живыми организмами из атомов углерода посредством ферментативных или прочих реакций. На сегодняшний день многие органические вещества можно синтезировать искусственно, что позволяет развивать медицину и фармакологию, а также создавать высокопрочные полимерные и композитные материалы.

Классификация органических соединений

Органические соединения являются самым многочисленным классом веществ. Здесь присутствует порядка 20 видов веществ. Они различны по химическим свойствам, отличаются физическими качествами. Их температура плавления, масса, летучесть и растворимость, а также агрегатное состояние при нормальных условиях также различны. Среди них:

  • углеводороды (алканы, алкины, алкены, алкадиены, циклоалканы, ароматические углеводороды);
  • альдегиды;
  • кетоны;
  • спирты (двухатомные, одноатомные, многоатомные);
  • простые эфиры;
  • сложные эфиры;
  • карбоновые кислоты;
  • амины;
  • аминокислоты;
  • углеводы;
  • жиры;
  • белки;
  • биополимеры и синтетические полимеры.

Данная классификация отражает особенности химического строения и наличие специфических атомных групп, определяющих разность свойств того или иного вещества. В общем виде классификация, в основе которой лежит конфигурация углеродного скелета, не учитывающая особенностей химических взаимодействий, выглядит по-другому. Соответственно ее положениям, органические соединения делятся на:

  • алифатические соединения;
  • ароматические вещества;
  • гетероциклические вещества.

Данные классы органических соединений могут иметь изомеры в разных группах веществ. Свойства изомеров различны, хотя их атомный состав может быть одинаковым. Это вытекает из положений, заложенных А. М. Бутлеровым. Также теория строения органических соединений является руководящей основой при проведении всех исследований в органической химии. Ее ставят на один уровень с менделеевским Периодическим законом.

Само понятие о химическом строении ввел А. М. Бутлеров. В истории химии оно появилось 19 сентября 1861 года. Ранее в науке существовали различные мнения, а часть ученых вовсе отрицало наличие молекул и атомов. Потому в органической и неорганической химии не было никакого порядка. Более того, не существовало закономерностей, по которым можно было судить о свойствах конкретных веществ. При этом были и соединения, которые при одинаковом составе проявляли разные свойства.

Утверждения А. М. Бутлерова во многом направили развитие химии в нужное русло и создали для нее прочнейший фундамент. Посредством нее удалось систематизировать накопленные факты, а именно, химические или же физические свойства некоторых веществ, закономерности вступления их в реакции и прочее. Даже предсказание путей получения соединений и наличие некоторых общих свойств стало возможным благодаря данной теории. А главное, А. М. Бутлеров показал, что структуру молекулы вещества можно объяснить с точки зрения электрических взаимодействий.

Логика теории строения органических веществ

Поскольку до 1861 года в химии многие отвергали существование атома или же молекулы, то теория органических соединений стала революционным предложением для ученого мира. И поскольку сам Бутлеров А. М. исходит лишь из материалистических умозаключений, то ему удалось опровергнуть философские представления об органике.

Ему удалось показать, что молекулярное строение можно распознать опытным путем посредством химических реакций. К примеру, состав любого углевода можно выяснить посредством сжигания его определенного количества и подсчета образовавшейся воды и углекислого газа. Количество азота в молекуле амина подсчитывается также при сжигании путем измерения объема газов и выделения химического количества молекулярного азота.

Если рассматривать суждения Бутлерова о химическом строении, зависящем от структуры, в обратном направлении, то напрашивается новый вывод. А именно: зная химическое строение и состав вещества, можно эмпирически предположить его свойства. Но самое главное - Бутлеров объяснил, что в органике встречается огромное количество веществ, проявляющих разные свойства, но имеющие одинаковый состав.

Общие положения теории

Рассматривая и исследуя органические соединения, Бутлеров А. М. вывел некоторые важнейшие закономерности. Он объединил их в положения теории, объясняющей строение химических веществ органического происхождения. Положения теории таковы:

  • в молекулах органических веществ атомы соединены между собой в строго определенной последовательности, которая зависит от валентности;
  • химическое строение - это непосредственный порядок, согласно которому соединены атомы в органических молекулах;
  • химическое строение обуславливает наличие свойств органического соединения;
  • в зависимости от строения молекул с одинаковым количественным составом возможно появление различных свойств вещества;
  • все атомные группы, участвующие в образовании химического соединения, имеют взаимное влияние друг на друга.

Все классы органических соединений построены согласно принципам данной теории. Заложив основы, Бутлеров А. М. смог расширить химию как область науки. Он пояснил, что благодаря тому, что в органических веществах углерод проявляет валентность равную четырем, обуславливается многообразие данные соединений. Наличие множества активных атомных групп определяет принадлежность вещества к определенному классу. И именно за счет наличия специфических атомных групп (радикалов) появляются физические и химические свойства.

Углеводороды и их производные

Данные органические соединения углерода и водорода являются самыми простыми по составу среди всех веществ группы. Они представлены подклассом алканов и циклоалканов (насыщенных углеводородов), алкенов, алкадиенов и алкатриенов, алкинов (непредельных углеводородов), а также подклассом ароматических веществ. В алканах все атомы углерода соединены только одинарной С-С связью, из-за чего в состав углеводорода уже не может быть встроен ни один атом Н.

В непредельных углеводородах водород может встраиваться по месту наличия двойной С=С связи. Также С-С связь может быть тройной (алкины). Это позволяет данным веществам вступать во множество реакций, связанных с восстановлением или присоединением радикалов. Все остальные вещества для удобства изучения их способности вступать в реакции рассматриваются как производные одного из классов углеводородов.

Спирты

Спиртами называются более сложные, чем углеводороды органические химические соединения. Они синтезируются в результате протекания ферментативных реакций в живых клетках. Самым типичным примером является синтез этанола из глюкозы в результате брожения.

В промышленности спирты получают из галогеновых производных углеводородов. В результате замещения галогенового атома на гидроксильную группу и образуются спирты. Одноатомные спирты содержат лишь одну гидроксильную групп, многоатомные - две и более. Примером двухатомного спирта является этиленгликоль. Многоатомный спирт - это глицерин. Общая формула спиртов R-OH (R - углеродная цепь).

Альдегиды и кетоны

После того как спирты вступают в реакции органических соединений, связанные с отщеплением водорода от спиртовой (гидроксильной) группы, замыкается двойная связь между кислородом и углеродом. Если данная реакция проходит по спиртовой группе, расположенной у концевого углеродного атома, то в результате ее образуется альдегид. Если углеродный атом со спиртовой расположен не на конце углеродной цепи, то результатом реакции дегидратации является получение кетона. Общая формула кетонов - R-CO-R, альдегидов R-COH (R - углеводородный радикал цепи).

Эфиры (простые и сложные)

Химическое строение органических соединений данного класса усложненное. Простые эфиры рассматриваются как продукты реакции между двумя молекулами спиртов. При отщеплении воды от них образуется соединение образца R-O-R. Механизм реакции: отщепление протона водорода от одного спирта и гидроксильной группы от другого спирта.

Сложные эфиры - продукты реакции между спиртом и органической карбоновой кислотой. Механизм реакции: отщепление воды от спиртовой и карбоновой группы обеих молекул. Водород отщепляется от кислоты (по гидроксильной группе), а сама ОН-группа отделяется от спирта. Полученное соединение изображается как R-CO-O-R, где буковой R обозначены радикалы - остальные участки углеродной цепи.

Карбоновые кислоты и амины

Карбоновыми кислотами называются особенные вещества, играющие важную роль в функционировании клетки. Химическое строение органических соединений такое: углеводородный радикал (R) с присоединенной к нему карбоксильной группой (-СООН). Карбоксильная группа может располагаться только у крайнего атома углерода, потому как валентность С в группе (-СООН) равна 4.

Амины - это более простые соединения, которые являются производными углеводородов. Здесь у любого атома углерода располагается аминный радикал (-NH2). Существуют первичные амины, у которых группа (-NH2) присоединяется к одному углероду (общая формула R-NH2). У вторичных аминов азот соединяется с двумя углеродными атомами (формула R-NH-R). У третичных аминов азот соединен с тремя углеродными атомами (R3N), где р - радикал, углеродная цепь.

Аминокислоты

Аминокислоты - комплексные соединения, которые проявляют свойства и аминов, и кислот органического происхождения. Существует несколько их видов в зависимости от расположения аминной группы по отношению к карбоксильной. Наиболее важны альфа-аминокислоты. Здесь аминная группа расположена у атома углерода, к которому присоединена карбоксильная. Это позволяет создавать пептидную связь и синтезировать белки.

Углеводы и жиры

Углеводы являются альдегидоспиртами или кетоспиртами. Это соединения с линейной или циклической структурой, а также полимеры (крахмал, целлюлоза и прочие). Их важнейшая роль в клетке - структурная и энергетическая. Жиры, а точнее липиды, выполняют те же функции, только участвуют в других биохимических процессах. С точки зрения химического строения жир является сложным эфиром органических кислот и глицерина.

d-ЭЛЕМЕНТЫ И ИХ СОЕДИНЕНИЯ

1. Общая характеристика d-элементов

К d-блоку относятся 32 элемента периодической системы. d-Элементы входят в 4-7-й большие периоды. У атомов IIIБ-группы появляется первый электрон на d-орбитали. В последующих Б-группах происходит заполнение d-подуровня до 10 электронов (отсюда название d-элементы). Строение внешних электронных оболочек атомов d-блока описывается общей формулой (n-1)dansb, где а = 1-10, b = 1-2.

Особенностью элементов этих периодов является непропорционально медленное возрастание атомного радиуса с возрастанием числа электронов. Такое относительно медленное изменение радиусов объясняется так называемым лантаноидным сжатием вследствие проникновения ns-электронов под d-электронный слой. В результате наблюдается незначительное изменение атомных и химических свойств d-элементов с увеличением атомного номера. Сходство химических свойств проявляется в характерной особенности d-элементов образовывать комплексные соединения с разнообразными лигандами.

Важным свойством d-элементов является переменная валентность и, соответственно, разнообразие степеней окисления. Эта особенность связана главным образом с незавершенностью предвнешнего d-электронного слоя (кроме элементов IБ- и IIБ-групп). Возможность существования d-элементов в разных степенях окисления определяет широкий диапазон окислительно-восстановительных свойств элементов. В низших степенях окисления d-элементы проявляют свойства металлов. С увеличением атомного номера в группах Б металлические свойства закономерно уменьшаются.

В растворах кислородсодержащие анионы d-элементов с высшей степенью окисления проявляют кислотные и окислительные свойства. Катионные формы низших степеней окисления характеризуются основными и восстановительными свойствами.

d-элементы в промежуточной степени окисления проявляют амфотерные свойства. Эти закономерности можно рассмотреть на примере соединений молибдена:

С изменением свойств меняется окраска комплексов молибдена в различных степенях окисления (VI - II):

В периоде с увеличением заряда ядра наблюдается уменьшение устойчивости соединений элементов в высших степенях окисления. Параллельно возрастают окислительно-восстановительные потенциалы этих соединений. Наибольшая окислительная способность наблюдается у феррат-ионов и перманганат-ионов. Следует отметить, что у d-элементов при нарастании относительной электроотрицательности усиливаются кислотные и неметаллические свойства.

С увеличением устойчивости соединений при движении сверху вниз в Б-группах одновременно уменьшаются их окислительные свойства.

Можно предположить, что в ходе биологической эволюции отбирались соединения элементов в промежуточных степенях окисления, которые характеризуются мягкими окислительно-восстановительными свойствами. Преимущества такого отбора очевидны: они способствуют плавному протеканию биохимических реакций. Уменьшение ОВ потенциала создает предпосылки для более тонкой «регулировки» биологических процессов, что обеспечивает выигрыш энергии. Функционирование организма становится менее энергоемким, а значит более экономичным по потреблению пищевых продуктов.

С точки зрения эволюции для организма становится оправданным существование d-элементов в низших степенях окисления. Известно, что ионы Мn2+, Fе2+ , Со2+ при физиологических условиях не являются сильными восстановителями, а ионы Сu2+ и Fе2+ практически не проявляют в организме восстановительных свойств. Дополнительное снижение реакционной способности происходит при взаимодействии этих ионов с биоорганическими лигандами.

Может показаться, что вышесказанному противоречит важная роль биоорганических комплексов молибдена(V) и (VI) в различных организмах. Однако и это согласуется с общей закономерностью. Несмотря на высшую степень окисления такие соединения проявляют слабые окислительные свойства.

Необходимо отметить высокие комплексообразующие способности d-элементов, которые обычно значительно выше, чем у s- и p-элементов. Это прежде всего объясняется возможностями d-элементов быть как донорами, так и акцепторами пары электронов, образующих координационное соединение.

В случае гидроксокомплекса хрома [Сr(ОН)6]3- ион металла является акцептором пары электронов. Гибридизация 3d24sp3-орбиталей хрома обеспечивает более устойчивое энергетическое состояние, чем при расположении электронов хрома на орбиталях гидроксогрупп.

Соединение [СrСl4]2- образуется, наоборот, в результате того, что неподеленные d-электроны металла занимают свободные d-орбитали лигандов, поскольку в данном случае энергия этих орбиталей ниже.

Свойства катиона Сr3+ показывают непостоянство координационных чисел d-элементов. Чаще всего, это четные числа от 4 до 8, реже встречаются числа 10 и 12. Необходимо отметить, что существуют не только одноядерные комплексы. Известны многочисленные ди-, три- и тетра-ядерные координационные соединения d-элементов.

Примером может служить биядерный комплекс кобальта [Со2(NН3)102)](NО3)5, который может служить моделью переносчика кислорода.

Более 1/3 всех микроэлементов организма составляют d-элементы. В организмах они существуют в виде комплексных соединений или гидратированных ионов со среднем временем обмена гидратной оболочки от 10-1 до 10-10 с. Поэтому можно утверждать, что «свободные» ионы металлов в организме не существуют: это либо их гидраты, либо продукты гидролиза.

В биохимических реакциях d-элементы наиболее часто проявляют себя как металлы-комплексообразователи. Лигандами при этом выступают биологически активные вещества, как правило, органического характера или анионы неорганических кислот.

Белковые молекулы образуют с d-элементами бионеорганические комплексы - кластеры или биокластеры. Ион металла (металл-комплексо-образователь) располагается внутри полости кластера, взаимодействуя с электроотрицательными атомами связывающих групп белка: гидроксильных (-ОН), сульфгидрильных (-SН), карбоксильных (-СООН) и аминогрупп белков (Н2N-). Для проникновения иона металла в полость кластера необходимо, чтобы диаметр иона был соизмерим с размером полости. Таким образом, природа регулирует формирование биокластеров с ионами d-элементов определенных размеров.

Наиболее известные металлоферменты: карбоангидраза, ксантиноксидаза, сукцинатдегидрогеназа, цитохромы, рубредоксин. Они представляют собой биокластеры, полости которых образуют центры связывания субстратов с ионами металла.

Биокластеры (белковые комплексы) выполняют различные функции.

Транспортные белковые комплексы доставляют к органам кислород и необходимые элементы. Координация металла идет через кислород карбоксильных групп и азот аминогрупп белка. При этом образуется устойчивое хелатное соединение.

В качестве координирующего металла выступают d-элементы (кобальт, никель, железо). Пример железосодержащего транспортного белкового комплекса - трансферрин.

Другие биокластеры могут выполнять аккумуляторную (накопительную) роль - это железосодержащие белки: гемоглобин, миоглобин, ферритин. Они будут рассмотрены при описании свойства группы VIIIБ.

Элементы Zn, Fе, Со, Мо, Сu - жизненно необходимы, входят в состав металлоферментов. Они катализируют реакции, которые можно разделить на три группы:

  1. Кислотно-основные взаимодействия. Участвует ион цинка, входящий в состав фермента карбоангидразы, катализирующего обратимую гидратацию СО2 в биосистемах.
  2. Окислительно-восстановительные взаимодействия. Участвуют ионы Fе, Со, Сr, Мо. Железо входит в состав цито-хрома, в ходе процесса происходит перенос электрона:

3+ → Fе2+ + е-

3.Перенос кислорода. Участвуют Fе, Сu. Железо входит в состав гемоглобина, медь - в состав гемоцианина. Предполагается, что эти элементы связываются с кислородом, но не окисляются им.

Соединения d-элементов избирательно поглощают свет с разными длинами волн. Это приводит к появлению окраски. Квантовая теория объясняет избирательность поглощения расщеплением d-подуровней ионов металлов под действием поля лигандов.

Хорошо известны следующие цветные реакции на d-элементы:

Мn2+ + S2- = МnS↓ (осадок телесного цвета)

Нg2+ + 2I- = НgI2 ↓(желтый или красный осадок)

К2Сr2О7 + Н24 (конц.) = К24 + Н2О + 2СrО3

(кристаллы оранжевого цвета)

Приведенные выше реакции используются в аналитической химии для качественного определения соответствующих ионов. Уравнение реакции с дихроматом показывает, что происходит при приготовлении «хромовой смеси» для мытья химической посуды. Эта смесь необходима для удаления как неорганических, так и органических отложений с поверхности химических склянок. Например, жировых загрязнений, которые всегда остаются на стекле после прикосновения пальцев.

Необходимо обратить внимание на то, что d-элементы в организме обеспечивают запуск большинства биохимических процессов, обеспечивающих нормальную жизнедеятельность.

Общая характеристика d-элементов VIБ-группы

VIБ-группу составляют элементы (переходные металлы) - хром, молибден и вольфрам. Эти редкие металлы находятся в природе в небольшом количестве. Однако благодаря целому ряду полезных химических и физических свойств, широко применяются не только в машиностроении и химической технологии, но и в медицинской практике (сплав Сr-Со-Мо используется в хирургии и стоматологии, молибден и его сплавы применяются как детали рентгеновских трубок, из вольфрама изготовляют аноды рентгеновских трубок, сплавы вольфрама - основа экранов для зашиты от γ-лучей).

Конфигурация валентных электронов Сг и Мо - (n-1)d5ns1, W - 5d46s2. Сумма валентных электронов хрома, молибдена, вольфрама равна 6, что и определяет их положение в VIБ-группе. У Сr и Мо последний электронный слой занимают 13 электронов, у W - 12. Как у большинства d-элементов этот слой неустойчив. Поэтому валентность хрома, молибдена и вольфрама непостоянна. По этой же причине соединения металлов группы VIБ характеризуются набором степеней окисления от +2 до +6.

В группе d-элементов проявляется общая тенденция: с увеличением порядкового номера увеличивается устойчивость соединений с высшей степенью окисления. Самым сильным окислителем в состоянии Э6+ является хром. «Пограничный» Мо6+ проявляет слабые окислительные свойства. Молибде-нат-ион МоО42- восстанавливается лишь до Мо6О17 («молибденовая синь»), где часть атомов молибдена имеет степень окисления +5. Эта реакция используется в аналитической химии для фотометрических определений.

В низших валентных состояниях, следуя все той же тенденции, более сильные восстановительные свойства проявляет Сг2+. У ионов Мо2+ и W2+ увеличение энергии ионизации приводит к уменьшению восстановительных и металлических свойств.

Комплексные соединения данной группы элементов чаще всего имеют координационное число 6 и гибридизацию типа sр3d2, которая в пространстве описывается октаэдром.

Характерной особенностью соединений этой группы является склонность к полимеризации (конденсации) кислородных форм элементов VI группы. Это свойство усиливается при движении по группе сверху вниз. При этом образуются соединения типа М6О2412-, составленные из октаэдров МоO4 и WO4. Эти октаэдры образуют полимерные кристаллы. У оксида хрома (VI) способность к полимеризации проявляется, но слабо. Поэтому у оксидов молибдена и вольфрама степень полимеризации выше.

По строению электронной оболочки атомов с незаполненной d-орбиталью, совокупности физических и химических свойств, по склонности к образованию электроположительных ионов и координационных соединений элементы VI группы относятся к переходным металлам.

Химические свойства соединений хрома. Большинство соединений хрома имеет яркую окраску самых разных цветов. Название происходит от греч. хромоc - цвет, окраска.

Соединения трехвалентного хрома (в отличие от соединений молибдена, а для вольфрама степень окисления +3 вообще не характерна) химически инертны.

В природе хром находится в трехвалентном (шпинель - двойной оксид МnСrO4 - магнохромит) и шестивалентном состоянии (РbСrO4 - крокоит). Образует оксиды основного, амфотерного и кислотного характера.

Оксид хрома (II) СrО - кристаллы красного (красно-коричневого) цвета или черный пирофорный порошок, нерастворимый в воде. Соответствует гидроксиду Сr(ОН)2. Гидроксид желтого (влажный) или коричневого цвета. При прокаливании на воздухе превращается в Сr2О3 (зеленого цвета):

Сr(ОН)2 + 0,5О2 = Сr2O3 + 2Н2О

Катион Сr2+ - бесцветен, его безводные соли белого, а водные - синего цвета. Соли двухвалентного хрома являются энергичными восстановителями. Водный раствор хлорида хрома (II) используется в газовом анализе для количественного поглощения кислорода:

2СrСl2 + 2НgО + 3Н2O + 0,5О2 = 2НgСl2 + 2Сr(ОН)3

(грязно-зеленый осадок)

Гидроксид хрома (III) обладает амфотерными свойствами. Легко переходит в коллоидное состояние. Растворяясь в кислотах и щелочах, образует аква- или гидроксокомплексы:

Сr(ОН)3 + 3Н3О+ = [Сr(Н2О)6]3+ (сине-фиолетовый раствор)

Сr(ОН)3 + 3ОН- = [Сr(ОН)6]3- (изумрудно-зеленый раствор)

Соединения трехвалентного хрома, как и двухвалентного, проявляют восстановительные свойства:

Сr2(SO4)з+КСlО3 + 10КОН = 2К2СrO4 + 3К24 + КСl + 5Н2О

Соединения хрома (VI), как правило, кислородсодержащие комплексы хрома. Оксид шестивалентного хрома соответствует хромовым кислотам.

Хромовые кислоты образуются при растворении в воде СrО3. Это сильно токсичные растворы желтого, оранжевого и красного цвета, обладающие окислительными свойствами. СrО3 образует полихромовые кислоты состава Н2СrnО(3n+1): nCrО3 + Н2О → Н2СrnО(3n+1). Таких соединений может быть несколько: Н2СrО4, Н2Сr7, Н2

8. Привлекает дополнительный материал. 2 балла.

9. Выходит за рамки вопроса, давая дополнительные сведения о художнике и истории создания работы. Максимально 4 балла.

10. Текст обладает единством и логикой построения. 2 балла.

11. Грамотность. 2 балла. (За каждую ошибку снимается 1 балл, при ошибке в написании имени или названии – 2 балла).

10 класс

Задание второго типа. Вариант 2

Задание 2.2. Рассмотрите картину Б.М. Неменского, анализируя, опишите её и оформите свои рассуждения в виде литературного текста.

Что я чувствую?

Что я знаю?

Что я вижу?

Что хотел сказать художник?

«Солдаты-отцы». Б.М. Неменский.

Одна из главных тем, к которой постоянно возвращается в своём творчестве Б.М. Неменский, - тема отцовства: «Незащищенность, доверчивость, открытость детства - и сила, право и труднейшая обязанность отца решать и отвечать». Память чувств возвращается к первым дням войны, когда в практически стёртом отступающими фашистами с лица земли промёрзшем городе бойцы нашли чудом уцелевшую девочку. Она была вся в морщинках, как старушка, и не могла даже плакать. «Я помню, сколько было заботы и боли во всех действиях солдат по отношению к девочке. Сколько неловкой нежности…и едва сдерживаемой ненависти: виновники бедствия были не за горами», - напишет в своих воспоминаниях художник. В картине реальная история приобретает символическое звучание: солдат - спаситель жизни, чувства солдата, как чувства отца, - стремление защитить. На фоне разрушенных печей и воронок от снарядов крошечная девочка, окружённая солдатами, как огонёк спасённой жизни в плотном защищающем кольце. Свет исходит от маленькой фигурки, освещая лица солдат, именно он «согревает их сердца, даёт силу продолжать свою миссию».

Анализ ответа. Оценка.

1. Участник передаёт настроение работы. 2 балла.

4. Участник верно раскрывает смысл произведения искусства. Максимально 4 балла.

5. Глубина раскрытия идеи произведения. Максимально 4 балла.

6. Участник использует образную и выразительную лексику для передачи смысла и настроения работы. Максимально 4 балла.

7. В ответе содержится личная эмоциональная оценка. 2 балла.

Максимальная оценка 30 баллов.

11 класс

Задание второго типа. Вариант 2.

Задание 2.2. Рассмотрите картину Б.М. Неменского (1945), проанализируйте её и оформите рассуждения в виде литературного текста.

Примерные вопросы для анализа художественного произведения:

Что я чувствую?

Какое впечатление производит произведение искусства? Какое ощущение может испытывать зритель? Как помогают эмоциональному впечатлению от произведения его масштаб, формат, использование определённых форм, цветов?

Что я знаю?

Есть ли в картине сюжет? Что изображено? В какой среде располагаются изображённые персонажи, предметы? Вывод о жанре произведения.

Что я вижу?

Как в произведении скомпонованы предметы (предметная композиция)? Как в произведении сопоставляются цвета (цветовая композиция)? Есть ли в произведении предметы, которые что-либо символизируют? Носит ли символический характер композиция произведения и её основные элементы?

Кто главный герой произведения?

Выделите главное из того, что вы видите. Объясните, почему именно это кажется вам главным? Какими средствами это выделил художник?

Что хотел сказать художник?

Каково название произведения? Как оно соотносится с сюжетом и символикой? Что, по-вашему, хотел передать людям автор произведения? Одинаковы ли ваше первое впечатление от произведения и полученные выводы?

Предполагаемый вариант ответа: «Мать» (1945). Б.М. Неменский.

Эта картина сразу никого не оставила равнодушным, ни критиков, ни зрителей, выплеснув тоску по дому, тихую нежность к матери и сыновьям, разлучённым войной. Обычный для того времени мотив: спящие на полу в крестьянской избе бойцы. Но он прозвучал по-новому под кистью молодого художника. Желание написать картину о простых русских женщинах, по-матерински встречавших солдат в каждом селе, в каждом городе, желание написать о своей матери, также окружавшей заботой художников-грековцев в своей московской квартире до или после поездок на фронт, вылилось в выражение благодарности к женщине-матери, «великой благодарности к простым русским женщинам, согревшим нас материнской лаской, женщинам, чье горе и чьи заслуги перед Родиной не могут быть ни измерены, ни вознаграждены». Не случайно в образе юного солдата, заботливо укрытого теплым платком, угадываются черты автора. Экспонированная на Всесоюзной выставке картина сразу стала знаменитой и была приобретена Третьяковской галереей.

Для справки. Работы Б.М. Неменского - это картины-раздумья, наполненные полифоническим содержанием. Процесс их создания всегда долог, но это не значит, что долго пишется сам холст, его художник как раз стремится «писать быстро, на одном дыхании». Многосложным и порой мучительным является именно процесс - от зарождения замысла до его созревания: многочисленные наброски, этюды, эскизы, сомнения.

Анализ ответа. Оценка.

1. Участник передает настроение работы. 2 балла.

2. Участник называет жанр работы. 2 балла.

3. Участник анализирует композицию работы. 2 балла.

4. Участник верно раскрывает смысл произведения искусства. Максимально 4 балла.

5. Глубина раскрытия идеи произведения. Максимально 4 балла.

6. Участник использует образную и выразительную лексику для передачи смысла и настроения работы. Максимально 4 балла.

7. В ответе содержится личная эмоциональная оценка. 2 балла.

8. Привлекает дополнительный материал. По 2 балла за каждое расширение. Максимально 4 балла.

9. Выходит за рамки вопроса, давая дополнительные сведения о художнике и истории создания работы. Максимально 4 балла.

10. Грамотность. 2 балла. (За каждую ошибку снимается 1 балл, при ошибке в написании имени или названии – 2 балла).

Максимальная оценка 30 баллов.

Задания третьего типа

9 класс

Задание третьего типа. Вариант 1

Задание 3.1.

3. Какую часть в композиции занимает представленный фрагмент?

4. Опишите общую композицию работы и укажите количество изображенных на ней фигур, назовите значимые запоминающиеся детали.

5. Сформулируйте и запишите тему и идею произведения.

6. Укажите известные работы этого же художника.

«Богатыри» В.М. Васнецова, автора «Алёнушки», «Ивана Царевича на Сером Волке». На полотне изображены три самых известных былинных богатыря – Добрыня Никитич, Илья Муромец и Алёша Попович в дозоре. Фрагмент представляет собой левую часть полотна – Добрыню Никитича на белом коне. Он вынимает меч из ножен. Посередине на вороном коне изображён самый мощный из них – Илья Муромец. Он смотрит вдаль из-под ладони, держа в одной руке копьё, в другой булатную палицу. Справа на коне гнедой масти Алёша Попович, держит в руках лук со стрелами. В сравнении со своими товарищами он молод и строен. На боку у Алёши Поповича гусли. Трое богатырей стоят на широкой равнине, переходящей в невысокие холмы, посреди пожухлой травы и изредка проглядывающих маленьких ёлочек. Небо пасмурное и тревожное. Работа передаёт мысль о том, что у Руси есть надежные защитники.

Анализ ответа. Оценка.

    Участник правильно определяет имя художника. 2 балла.

2. Участник правильно определяет название полотна 2 балла.

3. Правильно определяет место фрагмента в композиции. 2 балла.

4. Правильно называет 12 других объектов и их композиционное положение. Максимально 12 баллов за эту часть задания.

5. Описывает общую композицию работы. 2 балла.

6. Верно указывает количество фигур. 2 балла.

7. Называет тему произведения. 2 балла.

8. Вскрывает идею произведения. 2 балла.

9. Грамотно и связно излагает ответ. 2 балла.

10. Выходит за пределы вопроса и передаёт настроение картины, её смысловую нагрузку. 2 балла.

Максимальная оценка 30 баллов.

Максимальная оценка третьего типа задания 30 баллов

10 класс

Задание третьего типа. Вариант 1

Задание 3.1. Определите произведения по фрагменту:

1. Напишите названия трёх работ.

3. Напишите, по каким характерным признакам манеры письма вы узнаёте автора.

4. Напишите общие художественные характеристики трёх представленных работ.

5. Укажите известные работы этого же художника.

6. Укажите время, когда работал художник.

7. Назовите черты, характерные для этого периода развития искусства.

Предполагаемый вариант ответа.

Представлены фрагменты работ М.Врубеля «Демон», «Пан», «Портрет Саввы Мамонтова». Художественная манера Врубеля узнаваема по крупным и смелым мазкам, характерным для этого художника, которыми он передает объём и фактуру изображаемого, а также достаточно тёмному колориту. Обе черты прочитываются во всех трёх работах. Творчество художника связано с концом XIX века, для которого характерны настроения предчувствия конца свети и поиска новых средств изобразительности. Д ругие известные работы Врубеля - «Царевна- лебедь», «Сирень», «Гадалка», «Жемчужина», «Принцесса Грёза».

Анализ ответа. Оценка.

2. Указывает точное название каждого произведения – по 2 балла (за неточное название выставляется 1 балл) = 6 баллов.

3. Верно указывает на 2 черты манеры письма – по 2 балла за каждую =4 балла.

4. Верно находит названные черты в представленных трёх работах – 2 балла.

5. Дополнительно указывает на функцию одной из черт – 2 балла.

6. Верно указывает время творчества художника – 2 балла.

7. Верно указывает на две черты, характерные для этого периода развития искусства – по 2 балла за каждую = 4 балла.

8. Верно называет известную работу художника – 2 балла.

9. Грамотно оформляет работу – 2 балла.

Комментарий: Уже в задании школьного этапа участник может продемонстрировать более высокую осведомлённость, чем предусмотрено программой и получить более высокий балл.

11 класс

Задание третьего типа. Вариант 1

Задание 3.1. Определите художественное полотно по фрагменту:

1. Напишите, что на нём изображено.

3.Какую часть в композиции занимает представленный фрагмент?

4.Опишите общую композицию работы и укажите количество изображенных на ней фигур.

5.Назовите значимые запоминающиеся детали.

6.Назовите основной жанр, в котором работал художник.

7.Укажите известные работы этого же художника.

Предполагаемый вариант ответа.

Фрагмент известной работы Валентина Серова «Девочка с персиками» представляет собой передний план картины (вар. илл. 1), на которой изображена девочка в нежно-розовой блузке, контрастирующей со смуглым цветом кожи, сидящая за столом, покрытом белой скатертью, на котором лежит нож и персики безо всякой посуды, прямо на листьях, что создает впечатление свежести и чистоты, подкрепленное солнечным светом из окна за спиной девочки. Один из персиков находится в руках девочки, что заставляет зрителя вспомнить ощущение бархатистости при касании к поверхности этого фрукта. В числе других известных работ мастера «Похищение Европы», «Портрет М.Н. Ермоловой», «Портрет Шаляпина». Серов был блестящим портретистом.

Анализ ответа. Оценка.

1.Участник правильно определяет имя художника. 2 балла.

2. Участник правильно определяет название полотна 2 балла.

3. Правильно определяет место фрагмента в композиции. 2 балла.

4. Правильно называет детали, их композиционное значение и положение. Максимально 8 баллов за эту часть задания.

5. Описывает общую композицию работы. 2 балла.

6. Верно указывает количество фигур. 2 балла.

7. Называет основной жанр, в котором работает художник. 2 балла.

8.Называет 3 известные работы художника. По 2 балла за каждую = 6 баллов.

9. Грамотно и связно излагает ответ. 2 балла.

10. Выходит за пределы вопроса и дает анализ композиции картины. 2 балла.

Максимальная оценка 30 баллов.

\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\

Задания четвёртого типа

9 класс

Задание четвёртого типа. Вариант 1

Задание 4.1. Что или кто является ЛИШНИМ в ряду? Лишнее слово подчеркните, впишите в таблицу и кратко объясните свой выбор.

1. Эсхил, Софокл, Еврипид, Аристофан.

2. Ямб, сонет, амфибрахий, хорей, анапест.

3. Живопись, графика, скульптура, музыка, архитектура.

4. Иероглиф, буква, руна, графика, цифра.

5. Скань, витраж, батик, мозаика, пейзаж.

6. Сюртук, ботфорты, тога, туника, хитон.

Ответ:

Номер ряда

Лишнее слово

Краткое обоснование выбора

Аристофан

Комедиограф, а не трагик

Стихотворный жанр, а не размер.

Временной, а не пространственный вид искусства.

Вид искусства, а не знак.

Жанр, а не техника.

Ботфорты

Обувь, а не одежда

Анализ ответа. Оценка.

1. Участник верно выделяет 6 имён и понятий. По одному баллу за каждое верное выделение. 6 баллов.

2. Участник верно обосновывает выбор. По 2 балла за каждое верное обоснование. 12 баллов.

3. Участник грамотно и аккуратно оформляет ответ. 2 балла.

10 класс

Задание четвёртого типа. Вариант 1

Задание 4.1. Что или кто является ЛИШНИМ в ряду? Лишнее слово подчеркните, впишите в таблицу и кратко объясните свой выбор.

1. Классицизм, романтизм, психологизм, модернизм, сентиментализм.

2. Пятиглавие, одноглавие, луковичная и шлемовидная главы, шпиль, шатёр.

3. Вивальди, Бах, Гайдн, Верди, Моцарт, Гендель.

4. Схена, орхестра, котурны, протагонист, софиты.

5. «Свадьба Фигаро», «Севильский цирюльник», «Дон-Жуан», «Волшебная флейта».

Ответ:

Номер ряда

Лишнее слово

Краткое обоснование выбора

Психологизм

не является стилем искусства

не является архитектурной деталью русского храмового зодчества

композитор XIX, а не XVIII века

не использовались в античном театре

«Севильский цирюльник»

опера Россини, а не Моцарта

Анализ ответа. Оценка.

1. Участник верно выделяет 5 имен и понятий. По два бала за каждое верное выделение. 10 баллов.

2. Участник верно обосновывает выбор. По 2 балла за каждое обоснование 10 баллов.

Максимальная оценка 20 баллов.

11 класс

Задание четвёртого типа. Вариант 2

Задание 4.1. Соотнесите понятие с его определением. Вставьте соответствующие буквы в таблицу. Дайте определения оставшимся понятиям.

1 - Адажио. 2 - Горельеф. 3 - Житие. 4 - Импасто. 5 - Контрфорс. 6 - Метафора. 7 - Перформанс. 8 - Пленэр. 9 - Синкопа. 10 - Эклектика.

А. смещение ритмической опоры в музыке с сильной долей такта на слабую, то есть несовпадение ритмического акцента с метрическим.

Б. густое, сочное наложение красок, нередко употребляемое в живописи масляными красками, в особенности для усиления светового эффекта.

В. дополнительная опора, принимающая на себя тяжесть перекрытия. Вертикальный устой внутри или снаружи здания.

Г. медленный темп; музыкальная пьеса или часть её, исполненная в этом темпе, - обычно одна из средних частей симфонии, квартета, сонаты и т.п.

Д. живописная техника изображения объектов при естественном свете и в естественных условиях.

Е. жанр церковной литературы, в котором описывается жизнь и деяния святых.

Ж. вид художественного тропа (греч. tropos - "оборот"), один из способов художественного формообразования, заключающийся в сближении и соединении отдельных образов, не связанных между собой в действительной жизни в целое.

З. форма современного искусства, в которой произведение составляют действия художника или группы в определённом месте и в определённое время.

И. искусственное соединение элементов содержания и формы, имеющих различное происхождение.

Ответ:

2. Горельеф – вид скульптуры, в котором выпуклое изображение выступает над плоскостью фона более чем на половину объема.

Анализ ответа, оценка.

1. Участник верно соотносит 9 понятий с определениями. По 2 балла за каждое верное соотнесение. 18 баллов.

2. Участник дает верное определение оставшемуся понятию. 2 балл.

Максимальная оценка 20 баллов.

Максимальная оценка первого тура - 124 баллов.

**************************************************************************************************************************************************************************************************

ПРИМЕРНАЯ ТЕМАТИКА ЗАДАНИЙ ВТОРОГО ТУРА

9 класс

1. Представьте в форме презентации план телевизионной передачи, посвящённой 115-летию Государственного Русского музея (открыт для посетителей в 1898). Предложите, как можно популяризировать информацию о его коллекции, используя репродукции в городской среде.

2. Представьте в форме презентации сценарий вечера, посвящённого 200-летию со дня рождения А. С. Даргомыжского (1813-1869). Определите масштаб мероприятия: будет ли этот вечер школьным или общегородским.

3. Представьте в форме презентации концепцию выставки, посвящённой 135-летию со дня рождения Б. Кустодиева (1878-1927). Предложите, как можно популяризировать информацию о его работах, используя репродукции в городской среде.

4. Представьте в форме презентации программу вечера-концерта, посвящённого 140-летию со дня рождения С.В. Рахманинова. Используйте аудиофайлы. Предложите, как можно популяризировать информацию о его произведениях, используя репродукции и аудиофайлы в городской среде.

10 класс

    Представьте в форме презентации план музейной экспозиции, посвящённой первым печатным книгам:

    К 450-летию первой российской типографии Ивана Фёдорова и Петра Мстиславца в Москве (1563);

    К 435-летию «Азбуки» Ивана Фёдорова (1578) - первой книги мирского назначения (русский букварь «Азбука»);

    К 310-летию «Арифметики» Леонтия Магницкого, впервые заменившего буквы арабскими цифрами (1703);

    К 50-летию Государственной публичной исторической библиотеки в Москве (1863).

Раскройте основные этапы в истории иллюстрирования книг. Предложите, как можно популяризировать собранную Вами информацию, используя репродукции в городской среде.

    Представьте в форме презентации архитектурные особенности первых зданий, в которых располагалась Российская Академия наук:

    К 230-летию со времени учреждения Российской Академии (1783);

    К 270-летию со дня рождения княгини Екатерины Романовны Дашковой (1743-1810).

Предложите, как можно популяризировать собранную Вами информацию, используя репродукции в городской среде.

7. Представьте в форме презентации план выставки, посвящённой 165-летию со дня рождения В.И. Сурикова (1848-1916). Объясните подбор картин и логику их расположения. Предложите, как можно популяризировать информацию о его жизни и творчестве, используя репродукции в городской среде.

8. Составьте слайд-фильм (презентацию) о Ф.И. Шаляпине (к 140-летию со дня рождения). Предложите, как можно популяризировать информацию о его произведениях, используя репродукции и аудиофайлы в городской среде.

9. Представьте в форме презентации план экскурсии по заповеднику «Михайловское». Расскажите о садово-парковой культуре и характере построек (к 110-летию со дня рождения С.С. Гейченко). Предложите, как можно популяризировать собранную Вами информацию, используя репродукции в городской среде.

11 класс

10. Представьте в форме презентации материал по истории создания и первых годах деятельности Московского художественного театра. Раскройте художественные принципы, отличающие новый театр от других (к 150-летию со дня рождения К.С.Станиславского). Предложите, как можно популяризировать собранную Вами информацию, используя репродукции, кинофрагменты и аудиофайлы в городской среде.

11. Представьте в форме презентации телевизионную программу, посвящённую Малому театру:

    К 190-летию со дня рождения А.Н. Островского (1823-1886);

    К 85-летию со дня рождения Элины Быстрицкой (1928).

Предложите, как можно популяризировать собранную Вами информацию, используя репродукции, кинофрагменты и аудиофайлы в городской среде.

12. Составьте и представьте в форме презентации викторину по истории русского театра. Продумайте и представьте форму её проведения в масштабах Вашего населённого пункта и способ определения победителей.

13. Представьте в форме презентации рассказ о деятельности С.М. Эйзенштейна (1898-1948) (к 115-летию со дня рождения). Завершите презентацию викториной, разработанной по её материалам. Предложите, как можно популяризировать собранную Вами информацию, используя репродукции, кинофрагменты и аудиофайлы в городской среде.

14. Представьте в форме презентации рассказ о художественном своеобразии творчества А.А. Пластова (1893-1972) (к 120-летию со дня рождения). Завершите презентацию предложением творческих заданий. Предложите, как можно популяризировать собранную Вами информацию, используя репродукции в городской среде.

Критерии оценки второго тура (домашнего задания)

    Умение сформулировать тему, проблему и цель высказывания – 4 балла.

2. Знание истории вопроса, использование культурологического и искусствоведческого материала – по 4 балла за каждую цитату или изложение точки зрения искусствоведа или историка (не более 16 баллов).

3. Обоснованно привлечённые иллюстрации – по 1 баллу за каждую (не более 18 баллов);

4. Оригинальность подхода к структурированию материала – 2 балла.

5. Осмысленное и логичное использование иллюстративного материала – 2 балла.

6. Грамотная речь – 2 балла.

7. Убедительность изложения – 2 балла.

8. Ясность изложения – 2 балла.

9. Свобода изложения – 2 балла.

10. Самостоятельность разработки – 2 балла.

11. Умение понимать заданные вопросы, находить ответы, вести дискуссию 4 балла.

12. Волевые качества (готовность к диалогу, доброжелательность, контактность) 4 балла.

ЗаданияДокумент

... КЛ делала на анализе грамматических структур текстов , которые рассматривались как ... Дейк представил абсолютно узнаваемые черты , которые можно обнаружить в российской... которого идеологии включаются в социальную коммуникацию и таким образом помогают ...

К d-блоку относятся 32 элемента периодической системы. d-Элементы входят в 4--7-й большие периоды. У атомов IIIБ-группы появляется первый электрон на d-орбитали. В последующих Б-группах происходит заполнение d-подуровня до 10 электронов (отсюда название d-элементы). Строение внешних электронных оболочек атомов d-блока описывается общей формулой (n-1)d a ns b , где а = 1--10, b = 1--2.

Особенностью элементов этих периодов является непропорционально медленное возрастание атомного радиуса с возрастанием числа электронов. Такое относительно медленное изменение радиусов объясняется так называемым лантаноидным сжатием вследствие проникновения ns-электронов под d-электронный слой. В результате наблюдается незначительное изменение атомных и химических свойств d-элементов с увеличением атомного номера. Сходство химических свойств проявляется в характерной особенности d-элементов образовывать комплексные соединения с разнообразными лигандами.

Важным свойством d-элементов является переменная валентность и, соответственно, разнообразие степеней окисления. Эта особенность связана главным образом с незавершенностью предвнешнего d-электронного слоя (кроме элементов IБ- и IIБ-групп). Возможность существования d-элементов в разных степенях окисления определяет широкий диапазон окислительно-восстановительных свойств элементов. В низших степенях окисления d-элементы проявляют свойства металлов. С увеличением атомного номера в группах Б металлические свойства закономерно уменьшаются.

В растворах кислородсодержащие анионы d-элементов с высшей степенью окисления проявляют кислотные и окислительные свойства. Катионные формы низших степеней окисления характеризуются основными и восстановительными свойствами.

d-элементы в промежуточной степени окисления проявляют амфотерные свойства. Эти закономерности можно рассмотреть на примере соединений молибдена:

С изменением свойств меняется окраска комплексов молибдена в различных степенях окисления (VI -- II):

В периоде с увеличением заряда ядра наблюдается уменьшение устойчивости соединений элементов в высших степенях окисления. Параллельно возрастают окислительно-восстановительные потенциалы этих соединений. Наибольшая окислительная способность наблюдается у феррат-ионов и перманганат-ионов. Следует отметить, что у d-элементов при нарастании относительной электроотрицательности усиливаются кислотные и неметаллические свойства.

С увеличением устойчивости соединений при движении сверху вниз в Б-группах одновременно уменьшаются их окислительные свойства.

Можно предположить, что в ходе биологической эволюции отбирались соединения элементов в промежуточных степенях окисления, которые характеризуются мягкими окислительно-восстановительными свойствами. Преимущества такого отбора очевидны: они способствуют плавному протеканию биохимических реакций. Уменьшение ОВ потенциала создает предпосылки для более тонкой «регулировки» биологических процессов, что обеспечивает выигрыш энергии. Функционирование организма становится менее энергоемким, а значит более экономичным по потреблению пищевых продуктов.

С точки зрения эволюции для организма становится оправданным существование d-элементов в низших степенях окисления. Известно, что ионы Мn 2+ , Fе 2+ , Со 2+ при физиологических условиях не являются сильными восстановителями, а ионы Сu 2+ и Fе 2+ практически не проявляют в организме восстановительных свойств. Дополнительное снижение реакционной способности происходит при взаимодействии этих ионов с биоорганическими лигандами.

Может показаться, что вышесказанному противоречит важная роль биоорганических комплексов молибдена(V) и (VI) в различных организмах. Однако и это согласуется с общей закономерностью. Несмотря на высшую степень окисления такие соединения проявляют слабые окислительные свойства.

Необходимо отметить высокие комплексообразующие способности d-элементов, которые обычно значительно выше, чем у s- и p-элементов. Это прежде всего объясняется возможностями d-элементов быть как донорами, так и акцепторами пары электронов, образующих координационное соединение.

В случае гидроксокомплекса хрома [Сr(ОН) 6 ] 3- ион металла является акцептором пары электронов. Гибридизация 3d 2 4sp 3 -орбиталей хрома обеспечивает более устойчивое энергетическое состояние, чем при расположении электронов хрома на орбиталях гидроксогрупп.

Соединение [СrСl 4 ] 2- образуется, наоборот, в результате того, что неподеленные d-электроны металла занимают свободные d-орбитали лигандов, поскольку в данном случае энергия этих орбиталей ниже.

Свойства катиона Сr 3+ показывают непостоянство координационных чисел d-элементов. Чаще всего, это четные числа от 4 до 8, реже встречаются числа 10 и 12. Необходимо отметить, что существуют не только одноядерные комплексы. Известны многочисленные ди-, три- и тетра-ядерные координационные соединения d-элементов.

Примером может служить биядерный комплекс кобальта [Со 2 (NН 3) 10 (О 2)](NО 3) 5 , который может служить моделью переносчика кислорода.

Более 1/3 всех микроэлементов организма составляют d-элементы. В организмах они существуют в виде комплексных соединений или гидратированных ионов со среднем временем обмена гидратной оболочки от 10 -1 до 10 -10 с. Поэтому можно утверждать, что «свободные» ионы металлов в организме не существуют: это либо их гидраты, либо продукты гидролиза.

В биохимических реакциях d-элементы наиболее часто проявляют себя как металлы-комплексообразователи. Лигандами при этом выступают биологически активные вещества, как правило, органического характера или анионы неорганических кислот.

Белковые молекулы образуют с d-элементами бионеорганические комплексы -- кластеры или биокластеры. Ион металла (металл-комплексо-образователь) располагается внутри полости кластера, взаимодействуя с электроотрицательными атомами связывающих групп белка: гидроксильных (--ОН), сульфгидрильных (--SН), карбоксильных (--СООН) и аминогрупп белков (Н 2 N -). Для проникновения иона металла в полость кластера необходимо, чтобы диаметр иона был соизмерим с размером полости. Таким образом, природа регулирует формирование биокластеров с ионами d-элементов определенных размеров.

Наиболее известные металлоферменты: карбоангидраза, ксантиноксидаза, сукцинатдегидрогеназа, цитохромы, рубредоксин. Они представляют собой биокластеры, полости которых образуют центры связывания субстратов с ионами металла.

Биокластеры (белковые комплексы) выполняют различные функции.

Транспортные белковые комплексы доставляют к органам кислород и необходимые элементы. Координация металла идет через кислород карбоксильных групп и азот аминогрупп белка. При этом образуется устойчивое хелатное соединение.

В качестве координирующего металла выступают d-элементы (кобальт, никель, железо). Пример железосодержащего транспортного белкового комплекса -- трансферрин.

Другие биокластеры могут выполнять аккумуляторную (накопительную) роль -- это железосодержащие белки: гемоглобин, миоглобин, ферритин. Они будут рассмотрены при описании свойства группы VIIIБ.

Элементы Zn, Fе, Со, Мо, Сu -- жизненно необходимы, входят в состав металлоферментов. Они катализируют реакции, которые можно разделить на три группы:

Кислотно-основные взаимодействия. Участвует ион цинка, входящий в состав фермента карбоангидразы, катализирующего обратимую гидратацию СО 2 в биосистемах.

Окислительно-восстановительные взаимодействия. Участвуют ионы Fе, Со, Сr, Мо. Железо входит в состав цито-хрома, в ходе процесса происходит перенос электрона:

Fе 3+ > Fе 2+ + е -

3. Перенос кислорода. Участвуют Fе, Сu. Железо входит в состав гемоглобина, медь -- в состав гемоцианина. Предполагается, что эти элементы связываются с кислородом, но не окисляются им.

Соединения d-элементов избирательно поглощают свет с разными длинами волн. Это приводит к появлению окраски. Квантовая теория объясняет избирательность поглощения расщеплением d-подуровней ионов металлов под действием поля лигандов.

Хорошо известны следующие цветные реакции на d-элементы:

Мn 2+ + S 2- = МnSv (осадок телесного цвета)

Нg 2+ + 2I - = НgI 2 v(желтый или красный осадок)

К 2 Сr 2 О 7 + Н 2 SО 4 (конц.) = К 2 SО 4 + Н 2 О + 2СrО 3 v

(кристаллы оранжевого цвета)

Приведенные выше реакции используются в аналитической химии для качественного определения соответствующих ионов. Уравнение реакции с дихроматом показывает, что происходит при приготовлении «хромовой смеси» для мытья химической посуды. Эта смесь необходима для удаления как неорганических, так и органических отложений с поверхности химических склянок. Например, жировых загрязнений, которые всегда остаются на стекле после прикосновения пальцев.

Необходимо обратить внимание на то, что d-элементы в организме обеспечивают запуск большинства биохимических процессов, обеспечивающих нормальную жизнедеятельность.