Металлы в живых организмах

Металл | Влияние недостатка металла (иона) на состояние организмов | Влияние избытка металла (иона) на состояние организмов

Литий | - | Развитие особых форм растений — литиевая флора

Натрий | У животных: мышечные боли, слабость. У растений: торможение образования хлорофилла | Гипертония (у человека). Развитие галофитных форм у растений

Магний | У растений: мраморность листьев. У животных: травяная тетания | У человека возможно отравление магнием (паралич дыхания)

Кальций | У животных: остеопороз | Антагонист магния, применяют при отравлении магнием

Алюминий | - | Развитие особых форм растений

Марганец | У растений: хлороз. У птиц: нарушения развития крыльев | Нарушения развития растений. В высоких степенях окисления сильно токсичен

Железо | У растений: хлороз, замедление образования хлорофилла. У животных анемические явления | В больших количествах токсично для животных и растений

Медь | У животных: анемия (при содержании ниже 10^-4%). Заболевания растений | В повышенной концентрации токсичен для животных и растений

Кобальт | У животных: анемия (ниже 2*10^-6%) | В повышенной концентрации токсичен для животных и растений

Цинк | Заболевания растений | Токсичен для животных и растений

Молибден | Заболевания бобовых растений | При избытке в почвах — заболевания скота

В таблице 2 в сжатой форме отмечено, какое действие вызывает в растениях повышение и понижение содержания металлов в почвах и как это сказывается на состоянии животных.

Глава 3. Комплексные соединения

В каком же виде находится тот или иной металл в клетках организма? Бесспорно, в виде положительно заряженного иона. Как хорошо известно, соли металлов под действием воды (а в клетках организмов содержится около 70-75% воды) диссоциируют — распадаются на положительные ионы металлов (катионы) и отрицательно заряженные ионы (анионы) кислотных остатков, например:

Cоли металлов под действием воды

Следовательно, в водных растворах солей находятся катионы металлов, им-то и надо приписать все те свойства, с которыми встречается ученый, исследующий роль металлов в организмах.

Так ли это? Не совсем так!

Ион металла, находящийся в водном растворе того или иного вещества, вовсе не безразличен к своему окружению. Он вступает во взаимодействие с молекулами воды и образует соединения, в которых на один ион приходится от 4 до 8 (а в отдельных случаях и более) молекул воды. Казалось бы, нет прямой связи между валентностью металла и числом присоединяемых молекул, да и вообще непонятно, как нейтральная (т. е. не имеющая свободных валентностей) молекула воды может присоединяться к иону.

Теория валентности приписывала каждому атому определенное число единиц валентности (обозначаемых черточками), причем предполагалось, что атом водорода одновалентен. Если какие-либо другие атомы присоединяли к себе, например, два, три или четыре атома водорода, то это означало, что данные атомы двух-, трех- и четырехвалентны: двухвалентна сера в сероводороде H₂S, трехвалентен азот в аммиаке NH₃, четырехвалентен углерод в метане СН₄ и т. д. Величина валентности изменяется от 1 до 8, и если в молекуле соединения все валентности насыщены (нет свободных единиц-черточек), то такая молекула уже не может соединяться с другой частицей. Поэтому молекула воды, структурная формула которой , не должна, казалось бы, присоединяться к иону металла.

Фактически дело обстоит не так, и молекулы воды образуют с ионами металлов разнообразные соединения. Они отличаются рядом характерных свойств, в частности окраской.