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结构生物化学/不良金属

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不良金属是

  • 铝 (Al)
  • 镓 (Ga)
  • 铟 (In)
  • 铊 (Tl)
  • 锡 (Sn)
  • 铅 (Pb)
  • 铋 (Bi)

不良金属位于p区,是所有金属中最具电负性但反应性最弱的金属。它们比过渡金属软,但不能归类为类金属。 [1]

不良金属也称为后过渡金属。这些是过渡金属右边的元素。不良金属被认为是这类元素的俗称,因此更倾向于使用后过渡金属这个名称。不良金属的特性归因于它们在元素周期表中的位置。它们的熔点和沸点通常低于普通金属。它们的电负性和导电性也更高,但它们的质地比普通金属更软。这些元素与类金属的区别在于,它们的沸点比周期表中对应行中的元素高。 [1]

地球上第三丰富的元素是一种轻质的坚固金属,具有多种合金。其中一种合金是杜拉铝,它比纯铝更坚固,且耐腐蚀。它含有其他元素,如铜、锰、镁和硅。它用于飞机制造和电线。

铝对人体有害,因为它会损伤所有类型的组织。它被认为是一种神经毒素和原生质毒素,这意味着健康细胞会在接触铝后受到损伤或死亡。有证据表明,铝的积累可能导致阿尔茨海默病。一些研究表明,动物体内铝导致的神经组织退化与阿尔茨海默病患者大脑退化的方式类似。多伦多大学的实验表明,接受去除铝治疗的阿尔茨海默病患者,其退化速度有所下降。

在分子水平上,铝会粘附在我们 DNA 的磷酸盐上。其他有毒金属,如汞和铅,也会粘附在磷酸盐上。然而,生物系统有粘性的螯合剂,可以去除有毒金属,并将其送往肾脏进行解毒。铝被认为是一种毒素,因为它不能轻易从磷酸盐中去除,即使使用螯合剂也是如此。一旦它粘附在 DNA 的磷酸盐上,它就会一直停留在那里,直到细胞死亡。

铝中毒的一些症状包括健忘、注意力不集中,甚至痴呆。

镓在低熔点 29.8°C 时变为液体。它是一种蓝灰色的金属,在冻结时会膨胀。镓在自然界中不存在于纯净状态,通常存在于铅中。镓是一种有用的半导体,具有与铝相似的性质。它也可以用于生产镜子,并且经常用于电路中。纯镓似乎对人体健康没有影响,体内有微量镓,含有微量镓的水似乎也没有影响。另一方面,镓化合物可能非常有害。

铟的熔点为 156.61 °C,沸点为 2080 °C,比重为 7.31 (20 °C),化合价为 1、2 或 3。铟是一种非常柔软的银白色金属。该金属具有光泽,在弯曲时会发出高音。铟会润湿玻璃。铟可能是有毒的,但需要进一步研究才能评估其影响。

铊是一种化学元素,原子序数为 81,原子量为 204.37,符号为 Tl。它是一种重金属,呈淡蓝色,看起来很像铅,它很软,很容易熔化。它会很容易地与氧气反应,形成一层氧化铊。大约有 20 多种放射性铊同位素被生产出来。铊-201 可以被医生用来诊断一个人的心脏工作情况。它过去被用作灭鼠剂,它是无色无味的,因此对毫无戒心的动物来说是无法察觉的。但人们很快意识到它不能再被使用,因为它对人体健康有不利影响。它的盐类是剧毒的,可能会导致脱发、肝肾损伤、失明以及运动失调、躁动不安、谵妄、幻觉、妄想和昏迷等神经和精神症状。最近,它被研究作为超导体,允许施加的电流永远通过它。

锡的熔点为 231.9681°C,沸点为 2270°C,比重(灰色)为 5.75 或(白色)7.31,化合价为 2 或 4。锡是一种可延展的银白色金属,可以高度抛光。它具有高度结晶的结构,并且具有中等延展性。当锡棒弯曲时,晶体会断裂,发出特有的“锡鸣”。锡存在两种或三种同素异形体。灰色锡或 α 锡具有立方结构。当加热时,在 13.2°C 时灰色锡转变为白色锡或 β 锡,它具有四方结构。这种从 α 锡到 β 锡的转变被称为锡疫。在 161°C 到熔点之间可能存在 γ 锡。当锡冷却到 13.2°C 以下时,它会慢慢地从白色形式转变为灰色形式,尽管这种转变会受到锌或铝等杂质的影响,如果存在少量铋或锑,则可以防止这种转变。锡耐海水、蒸馏水或软自来水腐蚀,但会在强酸、碱和酸性盐中腐蚀。溶液中氧气的存在会加速腐蚀速度。

由于铅的自然存在及其工业用途,铅在环境中几乎无处不在。铅过量接触的潜在症状包括厌食、腹痛、绞痛、贫血、腕部或踝部瘫痪、肾病和低血压。铅接触偶尔会在儿童中造成明显、进行性的精神退化。极低浓度的铅会干扰血红素生物合成过程中 δ-氨基乙酰丙酸脱水酶和血红素合成酶的活性[1]。

铋的符号为 Bi。它的原子序数为 83,原子量为 208.98。它的熔点为 544.4K,沸点为 1837K。在早期,铋与锡和铅混淆了。1753 年,克劳德·热弗鲁瓦 (Claude Geoffroy) Jr. 证明了它与铅不同。

参考文献

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"镓。"水处理解决方案。Lenntech。2011。http://www.lenntech.com/periodic/elements/ga.htm

Goodman, Louis S和Alfred Goodman Gilman。治疗学药理学基础。第7版。纽约州纽约市:麦克米伦,1985年。

http://www.pspinformation.com/nutrition/minerals/aluminum.shtml

  1. 过渡后金属,2012年11月14日。
华夏公益教科书