第九章-常见金属元素及其化合物课件.ppt

1、第九章 金属元素第一节第一节 金属的通性金属的通性第二节第二节 碱金属和碱土金属碱金属和碱土金属第三节第三节 水的净化水的净化第四节第四节 人体中的化学元素人体中的化学元素金属元素金属元素位置位置金属区金属区晶体结构晶体结构相同点相同点金属阳离子金属阳离子自由电子自由电子共同物共同物理性质理性质金属光泽金属光泽导电传热导电传热延展性延展性不同点不同点核电荷数核电荷数价电子数价电子数原子半径原子半径金属阳离子与金属阳离子与自由电子的作自由电子的作用强弱不同用强弱不同差异性差异性熔点不同熔点不同硬度不同硬度不同第一节第一节 金属的通性金属的通性原子结构原子结构续表续表金属元素金属元素相同点相同点最

2、外层最外层电子数电子数较少较少原子半原子半径较大径较大都具有都具有还原性还原性共共性性与非金属单质与非金属单质与与H+(水、酸水、酸)与其它氧化剂与其它氧化剂不同点不同点核电荷数不同核电荷数不同原子半径不同原子半径不同金金属属活活泼泼性性不不同同差异性差异性与水或酸反应的与水或酸反应的难易难易氢氧化物碱性强弱氢氧化物碱性强弱 相互置换反应相互置换反应（原电池正负极）（原电池正负极）金属的分类：金属的分类：4 4、按化学活泼性：、按化学活泼性：活泼金属与不活泼金属活泼金属与不活泼金属 2 2、按冶金工业分：、按冶金工业分：黑色金属黑色金属（FeFe、CrCr、MnMn）与有色金属与有色金属 3

3、3、按地壳中存在情况分：、按地壳中存在情况分：常见金属与稀有金属（常见金属与稀有金属（含量少、存在分散含量少、存在分散）1 1、按单质密度分（、按单质密度分（5g/cm5g/cm3 3)：重金属重金属（Fe、Cr、Ba等）与轻金属与轻金属（碱金属、（碱金属、MgMg、AlAl等）等）金属是由金属是由金属阳离子金属阳离子和和自由电子自由电子组成，组成，其中自由电子并不属于某个固定的金属阳离其中自由电子并不属于某个固定的金属阳离子，而可以在整个金属中自由移动。子，而可以在整个金属中自由移动。（一）、金属键（一）、金属键（二）金属的物理性质（二）金属的物理性质:常温下，单质都是固体，汞常温下，单质都

4、是固体，汞(Hg)除外；除外；大多数金属呈银白色，大多数金属呈银白色，有金属光泽有金属光泽，但，但金金(Au)色，铜色，铜(Cu)色，色，铋铋(Bi)色，色，铅铅(Pb)色。色。黄黄 红红 微红微红 蓝白蓝白 不同金属熔点、硬度差别较大；不同金属熔点、硬度差别较大；良好的导电性，分析原因：良好的导电性，分析原因：金属中存在着大量的可自由移动的电子。金属中存在着大量的可自由移动的电子。良好的导热性，分析原因：良好的导热性，分析原因：通过自由电子和金属阳离子的相互碰撞传通过自由电子和金属阳离子的相互碰撞传递热量。递热量。良好的延展性。良好的延展性。金金铂铂 金属单质在化学反应中只作金属单质在化学反

5、应中只作还原剂还原剂，在化合物中金属元素只显正价。在化合物中金属元素只显正价。（二）、金属的物理性质（二）、金属的物理性质合金：合金：概念：概念：两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。而成的具有金属特性的物质。性质：性质：具备金属特性具备金属特性(光泽、热电良导体、延展性等光泽、热电良导体、延展性等)。熔沸点一般低于组分单质；熔沸点一般低于组分单质；硬度一般比组分单质大。硬度一般比组分单质大。（三）、金属的化学性质（三）、金属的化学性质 金属原子易失去价电子成为阳离子，因而表金属原子易失去价电子成为阳离子，因而表现出较强的

6、还原性。由于不同的金属原子结现出较强的还原性。由于不同的金属原子结构、原子半径的不同，表现的还原性也有强构、原子半径的不同，表现的还原性也有强弱不同。弱不同。(1)与与O2反应反应K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag Pt Au常温迅速常温迅速 成膜加热成膜加热 加热能反应加热能反应 不反应不反应(2)与与H2O反应反应 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb 条件：条件：冷水剧烈冷水剧烈 热水缓慢热水缓慢 水蒸气高温水蒸气高温 不反应不反应产物：产物：氢氧化物和氢气氢氧化物和氢气 氧化物和氢气氧化物和氢气(3)与酸反应与酸反应K Ca Na M

7、g Al Zn Fe Sn Pb Cu Hg Ag Pt Au 常温下与非氧化性酸反应常温下与非氧化性酸反应 氧化性酸氧化性酸 王水王水(4)置换反应置换反应(5)特例：特例：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2金属活动性顺序的应用金属活动性顺序的应用K Ca Na Mg Al Mn Zn Fe Ni Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au 判断金属的活动性顺序。判断金属与酸溶液反应的激烈程度等情况。判断金属单质还原性强弱。判断金属低价阳离子的氧化性强弱。判断金属金属性的强弱顺序。判断原电池的正负极。判断和水、氧气反应条件以及产物。判断相同浓度相同阴离子溶液的酸碱性强弱顺

8、序。判断电解时阳离子和金属电极的放电顺序。判断金属单质的制备方法。一、碱金属和碱土金属的概述一、碱金属和碱土金属的概述 二、碱金属和碱土金属的性质与用途二、碱金属和碱土金属的性质与用途三、碱金属和碱土金属的氧化物、氢氧三、碱金属和碱土金属的氧化物、氢氧 化物及盐类化物及盐类 第二节第二节 碱金属和碱土金属碱金属和碱土金属一、碱金属和碱土金属的概述 IA IIA Li Be Na Mg K Ca Rb Sr Cs Ba原子半径减小原子半径减小金属性、还原性减弱金属性、还原性减弱电离能、电负性增大电离能、电负性增大原子半径增大原子半径增大金属性、还原性增强金属性、还原性增强电离能、电负性减小电离能

9、、电负性减小价层电子构型：价层电子构型：IA、IIA，21nsns、均以矿物形式存在均以矿物形式存在:钠长石钠长石:钾长石钾长石:光卤石光卤石:明矾石明矾石:锂辉石锂辉石:绿柱石绿柱石:菱镁矿菱镁矿:石膏石膏:萤石萤石天青石天青石:重晶石重晶石:大理石大理石:83OAlSiNa83OAlSiKO6HMgClKCl22O3H)(SOK(AlO)224323)LiAl(SiO6323)(SiOAlBe3MgCOO2HCaSO243CaCO2CaF4SrSO4BaSO元素的存在元素的存在图片Gc2-704-18.8Gc2-711-18.14LiNaKRb CsBeMgCaSrBa二、碱金属和碱土金属

10、的性质与用途二、碱金属和碱土金属的性质与用途 1 1、金属性和非金属性、金属性和非金属性金属元素：外层电子少，原子半径金属元素：外层电子少，原子半径性质：金属键不牢固，单质熔、沸点很低，性质：金属键不牢固，单质熔、沸点很低，硬度较小，其中硬度较小，其中IIAIAIIAIA。金属性：金属性：IAIIAIAIIA碱金属中碱金属中CsCs、RbRb金属性质最强，失电子倾向金属性质最强，失电子倾向最大，所以可作光电管，如最大，所以可作光电管，如CsCs光电管制成的光电管制成的自动报警器可报告远处火警；制成的天文仪自动报警器可报告远处火警；制成的天文仪器可以测定与地球距离器可以测定与地球距离 与水作用与

11、水作用 2M+2H2O 2MOH+H2（g）2 2、氧化数：、氧化数：分别为分别为+1+1和和+2+2，一般无变价，一般无变价3 3、化合物键型：、化合物键型：以离子键为主，其中以离子键为主，其中LiLi+、BeBe2+2+由于半径小，其化合物有一定的共价性，由于半径小，其化合物有一定的共价性，如如BeClBeCl2 2等。等。4 4、特性：、特性：碱金属和碱土金属可溶于液氨，形碱金属和碱土金属可溶于液氨，形成深蓝色溶液。成深蓝色溶液。(较高导电性和与金属相同的较高导电性和与金属相同的还原性还原性)氢化物（除氢化物（除BeBe、MgMg外）外）1.1.均为白色晶体均为白色晶体,热稳定性差热稳定

12、性差2.2.还原性强还原性强V)23.2)/H(H(2-=-E2LiOHTiTiO2LiH2242H4NaClTiTiCl4NaHA A A A 金属活泼，可与氢形成离子性氢化物金属活泼，可与氢形成离子性氢化物（一）、氧化物（一）、氧化物 多种类型：多种类型：正常氧化物正常氧化物(O2-)过氧化物过氧化物(O22-)超氧化物超氧化物(O2-)稳定性稳定性:O2-O2-O22-三、碱金属和碱土金属的氧化物、氢氧化物及盐类三、碱金属和碱土金属的氧化物、氢氧化物及盐类（一）、氧化物（一）、氧化物 三、碱金属和碱土金属的氧化物、氢氧化物及盐类三、碱金属和碱土金属的氧化物、氢氧化物及盐类 1 1、正常氧

13、化物正常氧化物 多数为白色固体，多数为白色固体，K K2 2O O（淡黄）、（淡黄）、RbRb2 2O O（亮黄）、（亮黄）、CsCs2 2O(O(桔红桔红)；熔点：熔点：IIAIAIIAIA；硬度：硬度：IIAIAIIAIA，用途：用途：BeOBeO、MgOMgO作耐火材料和金属陶瓷，作耐火材料和金属陶瓷，BeOBeO还有反射放射线的能力，常用作还有反射放射线的能力，常用作原原 子反应堆外壁砖子反应堆外壁砖块材料。块材料。2 2、过氧化物和超氧化物、过氧化物和超氧化物除除BeBe外外IAIA、IIAIIA均能形成过氧化物均能形成过氧化物(离子型离子型)除除LiLi、BeBe、MgMg外，外，

14、IAIA、IIAIIA能形成超氧化物能形成超氧化物（1 1）室温下，均能与水和稀酸反应：）室温下，均能与水和稀酸反应：Na2O2+2H2O2NaOH+H2O2 Na2O2+H2SO4Na2SO4+H2O2 2KO2+2H2O2KOH+H2O2+O2 2KO2+2H2SO42K2SO4+H2O2+O2 （2）与与CO2的反应：的反应：2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2 4KO2+2CO22K2CO3+3O2 过氧化物和超氧化物常用作防毒面具、高过氧化物和超氧化物常用作防毒面具、高空飞行、潜水的供氧剂。空飞行、潜水的供氧剂。Na2O2常用的过氧化物，纯的为白色，工业品带浅黄常用的过氧化物，

15、纯的为白色，工业品带浅黄在碱性介质中是强氧化剂，常作矿熔剂在碱性介质中是强氧化剂，常作矿熔剂2Fe(CrO2)2+7Na2O2 2Na2CrO4+Fe2O3+3Na2O还可用于纺织、纸浆漂白。还可用于纺织、纸浆漂白。Na2O2熔融分解，熔融分解，但遇到棉花、但遇到棉花、AlAl粉等还原性物质，会爆炸，故粉等还原性物质，会爆炸，故使用使用Na2O2要小心。要小心。3 3、臭氧化物、臭氧化物低温下，臭氧低温下，臭氧O O3 3和粉末状无水碱金属和粉末状无水碱金属(除除LiLi外外)氢氧化物反应，用液氨提取得红色氢氧化物反应，用液氨提取得红色MOMO3 3固体固体3MOH(s)+2O3(g)2MO3

16、(s)+MOHH2O(s)+1/2O2(g)室温下，臭氧化物会缓慢分解：室温下，臭氧化物会缓慢分解：MO3MO2+1/2 O2遇水会发生反应：遇水会发生反应：4MO3+2H2O4MOH+5O2 （二）、氢氧化物（二）、氢氧化物 形成：形成：IAIA和和IIAIIA中（除中（除BeOBeO、MgOMgO外）直接与水外）直接与水形成对应氢氧化物。形成对应氢氧化物。性状：性状：白色固体，易潮解，在空气中吸收白色固体，易潮解，在空气中吸收 COCO2 2，对纤维、皮肤有强烈腐蚀作用。对纤维、皮肤有强烈腐蚀作用。（二）、氢氧化物（二）、氢氧化物1 1、碱性、碱性LiOH NaOH KOH RbOH Cs

17、OH中强碱中强碱 强碱强碱 强碱强碱 强碱强碱 强碱强碱Be(OH)2 Mg(OH)2 Ca(OH)2 Sr(OH)2 Ba(OH)2 两性两性 中强中强 强强 强强 强强 Be(OH)2+2H+Be2+2H2O Be(OH)2+2OH-Be(OH)42-LiOH Be(OH)2 NaOH Mg(OH)2 KOH Ca(OH)2 RbOH Sr(OH)2 CsOH Ba(OH)2酸性增强碱性增强2 2、溶解性、溶解性IA均溶于水，仅均溶于水，仅LiOH溶解度较小溶解度较小IIA溶解度比溶解度比IAIA的小得多，且从上到下溶的小得多，且从上到下溶解度增大。因从上到下，半径增大，解度增大。因从上到

18、下，半径增大，M2+与与OH-吸引力减弱，容易被水分子拆开吸引力减弱，容易被水分子拆开IIAIAIIAIA：同一周期，：同一周期，IAIIA，原子半径减原子半径减小，离子电荷增多，小，离子电荷增多，静电引力增大，分子静电引力增大，分子不易被水分子拆开不易被水分子拆开 （三）、盐类（三）、盐类 卤化物，硫酸盐，硝酸盐，碳酸盐，磷酸盐卤化物，硫酸盐，硝酸盐，碳酸盐，磷酸盐1 1、盐类的性质：、盐类的性质：（1 1）、晶型）、晶型绝大多数为离子晶体，有较高熔、沸点，常绝大多数为离子晶体，有较高熔、沸点，常温下为固体，熔化时能导电。温下为固体，熔化时能导电。但但BeBe2+2+的半径小，电荷较多，极化

19、力较强，光的半径小，电荷较多，极化力较强，光与易变形的与易变形的ClCl-、BrBr-、I I-结合则形成共价化合结合则形成共价化合物，如物，如BeClBeCl2 2，熔点低，易升华，能溶于有机，熔点低，易升华，能溶于有机溶剂。溶剂。（三）、盐类（三）、盐类1 1、盐类的性质：、盐类的性质：卤化物，硫酸盐，硝酸盐，碳酸盐，磷酸盐卤化物，硫酸盐，硝酸盐，碳酸盐，磷酸盐（1 1）、晶型）、晶型（2 2）、颜色）、颜色M+、M2+均无色，它们形成的盐类只要阴均无色，它们形成的盐类只要阴离子无色，其化合物必为无色；若阴离子离子无色，其化合物必为无色；若阴离子有色，则化合物有色。有色，则化合物有色。（3

20、 3）、热稳定性）、热稳定性 IAIA一般有较高稳定性：卤化物高温挥发一般有较高稳定性：卤化物高温挥发而不分解；硫酸盐高温不挥发，难分解；碳而不分解；硫酸盐高温不挥发，难分解；碳酸盐除酸盐除LiLi2 2COCO3 3在在10001000以上部分分解为以上部分分解为LiLi2 2O O和和COCO2 2外，其余皆不分解；仅硝酸盐差，加外，其余皆不分解；仅硝酸盐差，加热到一定温度分解：热到一定温度分解：4LiNO3 2Li2O+4NO2+O2 2NaNO3 2NaNO2+O2 2KNO3 2KNO2+O2IIAIIA碳酸盐常温下碳酸盐常温下(除除BeCOBeCO3 3不到不到100100分解分解

21、)稳定，强热下分解。稳定，强热下分解。Co650 Co830Co630（4 4）、溶解度）、溶解度IAIA一般易溶于水，仅两类型微溶于水一般易溶于水，仅两类型微溶于水:(1)(1)若干若干Li i盐：盐：LiF、Li2CO3、Li3PO4(2)(2)K+、Rh+、Cs+(及及NHNH4 4+)的大阴离子盐的大阴离子盐IIAIIA中中BeBe盐多数易溶，盐多数易溶，MgMg盐部分易溶，盐部分易溶，CaCa、SrSr、BaBa盐则多为难溶，其中氟化物盐则多为难溶，其中氟化物溶解度：溶解度：CaF2SrF2BaF2（增强）；（增强）；CaSO4SrSO4BaSO4（减弱）；（减弱）；注意：注意：Be

22、Be盐和可溶性钡盐有毒。盐和可溶性钡盐有毒。焰色反应焰色反应锂（锂（Li）紫红色）紫红色钠（钠（Na）黄色）黄色 镁（镁（Mg）浅蓝）浅蓝钾（钾（K）浅紫色）浅紫色 钙（钙（Ca）砖红色）砖红色铷（铷（Rb）紫色）紫色 锶（锶（Sr）洋红色）洋红色铯（铯（Cs）紫红）紫红 钡（钡（Ba）黄绿色）黄绿色1 1、碳酸钠（纯碱，苏打，碱面）、碳酸钠（纯碱，苏打，碱面）索维尔法制备：饱和食盐水吸收索维尔法制备：饱和食盐水吸收NHNH3 3和和COCO2 2气体，气体，制得溶解度较小的制得溶解度较小的NaHCONaHCO3 3，再焙烧：，再焙烧：NaCl+NH3+CO2+H2O NaHCO3+NH4Cl

23、 2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2 析出析出NaHCONaHCO3 3后，母液中后，母液中NHNH4 4ClCl用消石灰来回收，用消石灰来回收，以循环使用：以循环使用：2NH4Cl+Ca(OH)2 NH3+CaCl2+2H2O 所需所需COCO2 2和石灰由石灰石煅烧得来。和石灰由石灰石煅烧得来。此法，技术成熟，原料丰富价廉，但食盐利用此法，技术成熟，原料丰富价廉，但食盐利用率低，率低，NHNH3 3损失大，损失大，CaClCaCl2 2废渣造成环境污染。废渣造成环境污染。Co200几种重要的盐几种重要的盐 侯德榜法制备：侯德榜法制备：将制碱和合成氨联为一体，将制碱和合成氨联为一体

24、，称侯氏联合制碱法，或氨碱法。称侯氏联合制碱法，或氨碱法。该法，先用水煤气转化的该法，先用水煤气转化的H H2 2和和N N2 2合成氨，同合成氨，同时有时有COCO2 2放出；由此合成氨系统提供的放出；由此合成氨系统提供的NHNH3 3和和COCO2 2来制碱，副产品来制碱，副产品NHNH4 4ClCl可作化肥。可作化肥。此法，此法，NaClNaCl利用率达利用率达96%96%以上，成本降低，以上，成本降低，可连续化生产，对制碱上作出较大贡献。可连续化生产，对制碱上作出较大贡献。2 2、碳酸氢钠、碳酸氢钠（小苏打，重碳酸氢钠或焙碱）（小苏打，重碳酸氢钠或焙碱）制纯度高的可用制纯度高的可用Na

25、Na2 2COCO3 3溶液中通溶液中通COCO2 2：NaNa2 2COCO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O2NaHCOO2NaHCO3 3（溶解度小，析出）（溶解度小，析出）3 3、NaClNaCl4 4、CaSOCaSO4 4：CaSOCaSO4 42H2H2 2O O称石膏（生石膏），白粉称石膏（生石膏），白粉，微溶于水。，微溶于水。CaSOCaSO4 4 1/2H 1/2H2 2O O为熟石膏，白粉，吸为熟石膏，白粉，吸潮（熟石膏粉潮（熟石膏粉+水）可膨胀、硬化，用于制模、塑水）可膨胀、硬化，用于制模、塑像、石膏绷带等。像、石膏绷带等。CaCl2+(NH4)2SO4+2H2O

26、CaSO42H2O+2NH4Cl CaSO CaSO4 42H2H2 2O O经煅烧脱水，得经煅烧脱水，得CaSOCaSO4 41/2H1/2H2 2O O污水排放污水排放河流污染河流污染工业用水生活用水未曾处理直接排放污染了河流工业用水生活用水未曾处理直接排放污染了河流一、饮用水的净化二、硬水及其软化三、水的纯化第三节 水的净化第三节 水的净化一、饮用水的净化 步骤：饮用水要求澄清和无毒，所以饮用水的净化包括除去悬浮杂质和消毒灭菌两步。一、饮用水的净化 具体操作：用凝聚沉淀的方法可以除去水里的泥沙等悬浮状态的杂质。常用的沉淀剂是明矾，其中起作用的是硫酸铝。它和水作用能生成胶粘性絮状氢氧化铝絮

27、状沉淀，沉淀和水中的泥沙等悬浮杂质结成较重的颗粒而沉到水底。上层的水经过由某种多孔物如砂、木炭、碎石构成的过滤层，这样就可以把残剩的悬浮物截留下来，而得到澄清的水。除去悬浮杂质的水再进行消毒处理，通常用的消毒剂是漂白粉或氯气。可除去水中可除去水中已溶解的物已溶解的物质质加热，蒸加热，蒸馏、冷凝馏、冷凝用于分离或用于分离或提纯液态混提纯液态混合物合物根据液根据液体物质体物质的沸点的沸点不同不同蒸馏蒸馏法法可除去水中可除去水中的悬浮微粒的悬浮微粒溶解，过溶解，过滤滤用于除去液用于除去液体中混有的体中混有的不溶性固体不溶性固体杂质杂质根据物根据物质的溶质的溶解性不解性不同同过滤过滤法法使水中的悬使水

28、中的悬浮微粒凝聚浮微粒凝聚成较大颗粒成较大颗粒而沉淀下来而沉淀下来加入明矾加入明矾等凝聚剂，等凝聚剂，搅拌后静搅拌后静置置用于分离液用于分离液体中混有的体中混有的不溶性固体不溶性固体杂质杂质根据物根据物质的溶质的溶解性不解性不同同沉淀沉淀法法所起作用所起作用基本操作基本操作适用范围适用范围原理原理办法办法自来水厂净水过程示意图二、硬水及其软化1、定义：、定义：含有较多可溶性钙、镁化合物的水叫硬水硬水；不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水叫软软水。水。2、硬水给生活和生产带来的危害：、硬水给生活和生产带来的危害：用硬水洗衣服既浪费肥皂，也洗不净衣物，时间长了会使衣物变硬。烧锅炉，用硬水易使锅炉内结

29、水垢，不仅浪费燃料，严重时可能引起爆炸。二、硬水及其软化3、硬水和软水的区分方法：加热或长久放置后有水垢产生的水是硬水。向水中加肥皂水，泡沫很少的水是硬水，有大量泡沫出现的水是软水。4、硬水的分类：含有钙、镁的酸式碳酸盐的硬水，称暂时硬水。因为煮沸时酸式碳酸盐可分解成不溶于水的沉淀而除去。含有钙或镁的硫酸盐或氯化物的硬水，称永久硬水。它们不能用加热煮沸的方法使之沉淀，因而不能用煮沸法软化。4、硬水的软化：软化的概念：使用硬水前，采取一定的方法减少硬水中钙盐和镁盐的过程，称硬水的软化软化。软化的方法：生活中通过将水煮沸或暴晒。实验室里用制取蒸馏水的方法。石灰纯碱法石灰纯碱法 操作：操作：将消石灰

30、和纯碱的混和物加入欲软化的硬水中，使钙盐、镁盐等生成沉淀而除去。优缺点：优缺点：石灰纯碱法操作比较复杂，软化效果较差，但成本低。应用范围：应用范围：适用于作初步处理大量硬度较大的水。概念：用离子交换剂来软化硬水的方法。离子交换剂概念及分类是一种能用自身所含有的阴离子和阳离子同水中的阴、阳离子发生交换作用，从而除去水中所含离子的难溶性固态物质。通常可分为阳离子交换剂和阴离子交换剂。优缺点：软化效果好，成本高 应用：制备去离子水离子交换法 三、水的纯化制备方法：蒸馏法 蒸馏水：用蒸馏方法制得的纯水。重蒸馏水：若蒸馏水再蒸馏一次得到的纯水。离子交换法：具体操作：将普通水先通过H型阳离子交换树脂时，水

31、中的阳离子如等被交换。再把从阳离子交换树脂出来的水通过阴离子交换树脂，水中的阴离子如等被交换。经过这样处理后，水中的各种杂质离子被树脂吸附，从树脂上下来的和结合成水。这种除去了各种杂质离子的水称作去离子水。第四节 人体中的化学元素一、人体中元素的分类 二、必需元素的生理功能三、某些有害微量元素一、人体中元素的分类一、人体中元素的分类人体中的元素人体中的元素必需常量元素必需常量元素(含量高于0.01%,占体重的99.95%)必需微量元素必需微量元素(含量低于0.01%,占体重的0.05%)有害微量元素有害微量元素维持人体生命活动的必需元素维持人体生命活动的必需元素 判定方法：常量元判定方法：常量

32、元素主要集中在主族素主要集中在主族（11 11种）种）常量元素常量元素 构成人体的细胞与组织，并参与多种构成人体的细胞与组织，并参与多种生化过程，如神经传导、体液平衡、肌生化过程，如神经传导、体液平衡、肌肉收缩的调节等。肉收缩的调节等。微量元素微量元素 通过激活酶的活性，在人体内许多生通过激活酶的活性，在人体内许多生化过程中起调控作用。化过程中起调控作用。二、必需元素的生理功能二、必需元素的生理功能 获得能量：获得能量：C、H、O、N、S等组成糖类、油脂等组成糖类、油脂和蛋白质和蛋白质维持体内电解质平衡的盐类：维持体内电解质平衡的盐类：K、Na、Mg、Cl等形成骨骼的元素：等形成骨骼的元素：C

33、a、P二、必需元素的生理功能二、必需元素的生理功能 1 1、常量元素、常量元素不可或缺不可或缺!根据科学研究，到目前为止，已被确认与人体根据科学研究，到目前为止，已被确认与人体健康和生命有关的必需健康和生命有关的必需微量元素微量元素有有1414种种，即铁、，即铁、铜、锌、钴、锰、铬、硒、碘、镍、氟、钼、钒、铜、锌、钴、锰、铬、硒、碘、镍、氟、钼、钒、锡、硅，每种微量元素都有其特殊的生理功能。锡、硅，每种微量元素都有其特殊的生理功能。尽管它们在人体内含量极小，但它们对维持人体尽管它们在人体内含量极小，但它们对维持人体中的一些决定性的新陈代谢却是十分必要的。一中的一些决定性的新陈代谢却是十分必要的

34、。一旦缺少了这些必需的微量元素，人体就会出现疾旦缺少了这些必需的微量元素，人体就会出现疾病，甚至危及生命。国外曾有报告：机体内含铁、病，甚至危及生命。国外曾有报告：机体内含铁、铜、锌总量减少，均可减弱免疫机制，降低抗病铜、锌总量减少，均可减弱免疫机制，降低抗病能力，有助于细菌感染，而且感染后的死亡率亦能力，有助于细菌感染，而且感染后的死亡率亦较高。较高。2 2、微量元素、微量元素想一想想一想 钙在人体中是以什么形式存在的？钙在人体中是以什么形式存在的？现在我们一起来做个小小的测试：现在我们一起来做个小小的测试：*你是否头发稀少？容易早白？你是否头发稀少？容易早白？*你是否晚上睡觉时经常感到大腿

35、无故疼痛？你是否晚上睡觉时经常感到大腿无故疼痛？*你的手指甲根部是不是有白点？你的手指甲根部是不是有白点？*你在久坐你在久坐以后以后是不是感到特别的疲劳？是不是感到特别的疲劳？*你是否有容易出汗，精神不能集中，做你是否有容易出汗，精神不能集中，做 事丢三落四的情况？事丢三落四的情况？*你是否会在适量运动之后出现手足抽搐的情你是否会在适量运动之后出现手足抽搐的情 况？况？琳琅满目的各种补钙品正式品名：钙尔奇D咀嚼片药物组成本品每片含主要成分碳酸钙0.75克(相当于钙300毫克).规格：60片/瓶药物组成：每毫升含主要成份葡萄糖酸钙100毫克（相当于钙9毫克），辅料为乳酸、氢氧化钙、甜菊糖甙、香精

36、。功能与主治：补钙剂，用于预防和治疗钙缺乏症，如骨质疏松，手足抽搐症，骨发育不全，佝偻病，以及妊娠和哺乳期妇女、绝经期妇女钙的补充。规格：15ml/支，10支/盒 铁的生理功能铁的生理功能：1）参与氧的运输和组织呼吸过程 铁为血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素及呼吸酶的组成部分2）维持正常的造血功能 促进红细胞的形成与成熟3）调节免疫功能 缺铁引起淋巴细胞减少和自然杀伤细胞活性降低4）促进脑发育及改善脑功能5）其它 维生素A的代谢、抗脂质过氧化 铁的食物来源铁的食物来源 主要来源：食物 膳食中铁的良好来源为动物肝脏、动物全血、畜禽肉类、鱼类、鸡蛋（蛋黄）等。蔬菜和及奶制品中含铁量不高，且生物利用率低

37、，属于为贫铁物质。少数植物性食物如木耳、香菇、芝麻等的铁含量较高，但吸收不好多吃含铁丰富的食物多吃含铁丰富的食物口服补铁剂口服补铁剂在酱油中加入铁强化剂在酱油中加入铁强化剂富含铁元富含铁元素的食品素的食品市售补血剂市售补血剂 人体内含碘约20-50mg，相当于0.5mg/kg。其中20%集中于甲状腺，用于合成甲状腺素。其它分布在肌肉与其它组织中 碘的生理功能碘的生理功能 碘在体内主要是参与甲状腺的合成，故其生理功能主要体现在甲状腺素的生理作用。（1）促进生物氧化，参与磷酸化，调节能量转换（2）促进蛋白质的合成和神经系统的发育 特别是对智力发育尤为重要。（3）促进糖和脂肪分解代谢（4）激活体内酶

38、的活性：细胞色素酶系、氧化酶等100多种（5）调节水盐代谢：缺乏引起水盐潴留和粘液性水肿（6）促进维生素的吸收利用 包括促进尼克酸的吸收利用及胡萝卜素向维生素A的转化 钠、钾、氯元素的生理功能钠、钾、氯元素的生理功能 钠、钾、氯元素在人体内主要以离子状态存在于各种组织的体液中，它们与蛋白质一起共同维持各组织细胞的渗透压，因而在体液移动和储留过程中发挥重要作用。钠、钾、氯离子在维持机体的酸碱平衡方面也起着重要的作用。钠、钾、氯元素的生理功能钠、钾、氯元素的生理功能 钠是人体胆汁、胰液、汗液和眼泪的组成成分，它还对维持神经、肌肉的正常功能起作用。钾参与细胞内糖和蛋白质的代谢，与钙、氯等离子一起维持

39、神经、肌肉的正常兴奋性，它还能协调正常心肌的舒张和收缩运动。氯离子与氢离子形成胃酸(盐酸)来促进铁在体内的吸收、淀粉酶的激活以及抑制胃中微生物的生长。成人体内含锌量约为2-2.5g，分布于人体所有器官，以肝、肾、肌肉、视网膜、前列腺内的含量为高。血液中75%-85%的锌分布在红细胞中，3%-5%在白细胞中，其余在血浆中。锌的生理功能锌的生理功能（1）金属酶的组成成分或酶的激活剂（2）维持正常味觉和食欲 Zn可与唾液蛋白结合合成味觉素，对味觉与食 欲发生作用 Zn缺乏：味觉减退、食欲、味觉异常和食土癖（3）促进生长发育与组织再生：Zn通过调节DNA转录、复制及蛋白质合成影响细 胞生长、分裂和分化

40、等各过程。Zn对胎儿生长发育很重要 生长障碍矮小是缺锌的显性特征。Zn缺乏能损伤胚胎发生和植入、造成死胎、致畸及发育障碍。（4）促进VA代谢，与维护暗适应功能有关 Zn在体内有促进视黄醛合成及构型转化、参与肝中VA动员、维持血浆VA浓度恒定，对维持正常暗适应能力有重要作用。其中视黄酸脱氢酶是含锌酶。（5）参与免疫功能（6）与智力发育有关与智力发育有关 硒硒总量约14-20mg，广泛分布于各组织中浓度高的有肝、胰、肾、心、牙釉质及指甲，脂肪组织中最低（一）生理功能1抗氧化作用与Vit E的抗氧化作用具有协同作用2解毒和细胞保护作用 硒与金属有很强的亲和力 动物实验发现硒可降低黄曲霉毒素B1急性损

41、伤、减轻肝中心小叶坏死程度与死亡率3保护心血管、维护心肌的功能 血硒高的地区心血管疾病发病率低 动物实验表明硒对心肌纤维、小动脉及微血管的结构及功能有重要作用 以心肌损害为特征的克山病可能与缺硒有关4促进生长和繁殖、保护和改善视觉器官功能及抗肿瘤作用5参与辅酶A、辅酶Q的合成，在机体合成代谢、电子传递中起重要作用；可增加血中抗体数量，起免疫佐剂作用 铜的生理功能主要以含铜金属酶形式发挥作用。如：铜蓝蛋白细胞色素氧化酶（cytochrome oxidase）超氧化物歧化酶*(superoxide dismutase,SOD)酪氨酸酶多巴-羟化酶赖氨酰氧化酶等1铁代谢血浆中只有Fe3+才能与运铁蛋

42、白结合。血浆铜蓝蛋白催化Fe2+氧化为Fe3+铜蓝蛋白可能与细胞色素氧化酶一起参与促进血红蛋白的合成2蛋白交联（crosslinking）弹性蛋白和胶原蛋白的交联，依赖于赖氨酸经赖氨酰氧化酶催化醛赖氨酸，后者为胶原发生交联所必需3超氧化物转化是超氧化物歧化酶（SOD）的成分。具有SOD活性的酶有脑铜蓝蛋白（cerebrocuprein）、红细胞铜蛋白（erythrocuprein）和肝铜蛋白（hepatocuprein）等这些酶催化超氧离子氧+过氧化氢，从而保护细胞免受毒性很强的超氧离子的毒害4与儿茶酚胺的生物合成、维持中枢神经系统的正常功能有关酪氨酸可分别被多巴胺-羟化酶、酪氨酸酶催化为多巴

43、胺（dopamine，DA）及黑色素（melanin）5此外，铜可能还与脂类、胆固醇及葡萄糖的代谢有关 铬的生理功能1、加强胰岛素的作用 糖代谢中铬作为一个辅助因子对启动胰岛素有作用，刺激葡萄糖的摄取2、防止动脉粥样硬化 铬可能对血清胆固醇的内环境稳定有作用 3、促进蛋白质代谢和生长发育 4、体液和细胞免疫功能；提高应激状态下的动物体内免疫球蛋白，显著减少其血清皮质醇。钼的生理功能钼是作为酶的辅助因子发挥其作用，是黄素依赖酶，如黄嘌呤氧化酶和醛氧化酶的组成成分。黄嘌呤氧化酶主要催化嘌呤化合物的氧化代谢及尿酸的形成；催化肝脏铁蛋白中铁的释放，加速铁进入血浆与-球蛋白形成运铁蛋白，使之顺利转运至肝

44、、骨髓和其它细胞。醛氧化酶是体内有毒醛类解毒所必需的。钼还是亚硫酸盐氧化酶的成分，催化亚硫酸盐转化为硫酸盐。钼还有增强氟的作用。氟生理功能 1、牙齿的重要成分氟被牙釉质中的羟磷灰石吸附后，在牙齿表面形成一层抗酸性腐蚀的、坚硬的氟磷灰石保护层，有防止龋齿的作用。2、骨骼的组成部分氟以氟磷灰石成为骨盐的组成部分，使量的氟有利于钙和磷的利益及在骨骼中的沉积，加速骨骼生长，维护骨骼健康。锰的生理功能锰是精氨酸酶的组成成分，也是羧化酶的激活剂，参与体内脂类、碳水化物的代谢，也是蛋白质、DNA与RNA合成所必需的。锰还是Mn-SOD的重要成分。许多被锰激活的酶类，如脱羧酶、羧化酶以及转化酶类，多数是非金属

45、特异性的，当锰缺乏时，Mg2+常可替代Mn2+起作用。元素元素对人体的作用对人体的作用摄入量过量，过低对人体摄入量过量，过低对人体健康的影响健康的影响铁铁是血红蛋白的成分，是血红蛋白的成分，能帮助氧气的运输能帮助氧气的运输缺铁会引起贫血；过量会缺铁会引起贫血；过量会引起慢性或急性铁中毒引起慢性或急性铁中毒锌锌影响人体发育影响人体发育缺锌会引起食欲不振，生缺锌会引起食欲不振，生长迟缓，发育不良长迟缓，发育不良硒硒有防癌、抗癌作用有防癌、抗癌作用缺硒可能引起表皮角质化缺硒可能引起表皮角质化和癌症。如摄入量过高，和癌症。如摄入量过高，会使人中毒会使人中毒碘碘是甲状腺素的重要是甲状腺素的重要成分成分缺

46、碘会引起甲状腺肿大，缺碘会引起甲状腺肿大，过量也会引起甲状腺肿大过量也会引起甲状腺肿大氟氟能防治龋齿能防治龋齿 缺氟易产生龋齿，过量会缺氟易产生龋齿，过量会引起氟斑牙和氟骨病引起氟斑牙和氟骨病几种元素的食物来源几种元素的食物来源元素元素种类种类食物来源食物来源钙钙奶类、绿色蔬菜、水产品、肉类、豆类奶类、绿色蔬菜、水产品、肉类、豆类铁铁肝脏、瘦肉、蛋、鱼、豆类、芹菜肝脏、瘦肉、蛋、鱼、豆类、芹菜锌锌海产品、瘦肉、肝脏、奶类、豆类、小米海产品、瘦肉、肝脏、奶类、豆类、小米碘碘海产品、加碘盐海产品、加碘盐三、某些有害微量元素三、某些有害微量元素（1）铅 铅及其化合物对人体均有毒，溶解度越大的化合物，

47、毒性越大，它主要危害消化系统、造血系统、神经系统等，中毒症状为腹绞痛、贫血、神经麻痹等。铅的排泄很慢，可在体内蓄积，出现慢性中毒。三、某些有害微量元素三、某些有害微量元素（2）汞 汞及其大部分化合物均有毒，金属汞蒸气由于其扩散和脂溶性，易于吸入体内。它们主要危害消化系统和中枢神经系统，中毒症状为口腔粘膜溃烂、肠胃道剧烈疼痛、肢体震颤等。除职业性汞中毒外，使用含汞农药、防霉剂、杀菌剂时亦有中毒机会。汞中毒极难治愈。三、某些有害微量元素三、某些有害微量元素（3）镉 镉的毒性也很大，可在人体内蓄积造成慢性中毒。典型症状是骨痛病，患者全身关节、骨骼疼痛，甚至不进饮食在疼痛中死去。（4）砷 砷的三价化合物毒性很大，五价砷毒性较小，但它在体内可被还原为三价砷。工业污染大多为三价砷化合物。它可在体内蓄积，造成慢性中毒。它主要危害神经系统、抑制酶的活性。神经系统的损害可导致四肢远端剧烈疼痛、损害视神经，导致视力减退等。三、某些有害微量元素三、某些有害微量元素（5）硼 硼是有相当毒性的物质。硼酸过去作为食物防腐剂，长期食用后会造成硼中毒。慢性硼中毒的典型症状是经久不愈的腹泻，医学上称为“硼肠炎”，现已禁止使用硼酸和硼砂作为食品防腐剂。三、某些有害微量元素三、某些有害微量元素