ПЛАТИНОВЫЕ МЕТАЛЛЫ
Описание
ПЛАТИНОВЫЕ МЕТАЛЛЫ (син. платиноиды) — химические элементы 5-го и 6-го периодов VIII В группы периодической системы Менделеева. К П. м. принадлежат легкие металлы иридий (см.) и платина (Platinum, Pt). П. м. и их сплавы используются в стоматологии, в протезировании, при изготовлении электродов, в т. ч. электродов, вживляемых в мозг и другие ткани экспериментальных животных в опытах по изучению в. н. д., в регуляции процессов обмена веществ ит. п., при изготовлении хим. посуды и аппаратуры, отдельных деталей приборов и др. Четырех-окись осмия (тетраоксид осмия; 0s04) используется в гистохимии. В мелкораздробленном состоянии П. м. служат катализаторами многих хим. реакций и с этой целью широко применяются в хим. промышленности. Соединения П. м. обладают токсическими свойствами и могут представлять собой профвредность для людей, имеющих с ними контакт в процессе производства.
В природе П. м. встречаются редко и в небольших количествах. Достоверные данные об их содержании в организме человека отсутствуют. Добывают П. м. из россыпей и при переработке медно-никелевых руд.
Все П. м. имеют серебристо-белый с металлическим блестящим оттенком цвет и характеризуются высокой хим. инертностью. Только палладий окисляется азотной к-той, переходя в нитрат Pd(NO3)2. Платина окисляется царской водкой (смесь соляной и азотной к-т) при нагревании, образуя платинохлористоводородную к-ту. Остальные П. м. переходят в растворимые соединения при нагревании в расплаве щелочи и какого-либо окислителя (Na2O2, KNO3 и др.). Известны двойные (бинарные) хим. соединения П. м. с кислородом, галогенами и некоторыми другими неметаллами. Однако наиболее характерно для П. м. образование комплексных соединений (см.). Лигандами (т. е. атомами или группами атомов, связанными с центральными атомами П. м.) в этих соединениях могут быть простые ионы галогенов и кислорода и сложные ионы и молекулы. Из биоорганических мономеров и полимеров наиболее прочные комплексные соединения с П. м. образуют аминокислоты, белки, азотистые основания и полинуклеотиды. Нек-рые физ.-хим. данные, характеризующие П. м., приведены в таблице.
В 70-х гг. 20 в. появились сведения о противоопухолевой активности некоторых соединений платины. Впервые эти свойства у цис-дихлоро-диаминоплатины (II) — [Pt(NH3)2Cl2], сокращенно ДДП, были открыты в 1969 г. Розенбергом (В. Rosenberg). Первичному испытанию было подвергнуто св. 1000 различных комплексных соединений П. м. и отобрано более 20 соединений платины, перспективных в отношении их применения в химиотерапии больных злокачественными новообразованиями. По структуре большинство из этих веществ (неэлектролиты, цис-изомеры, производные двухвалентной платины) сходно с ДДП. Пока самым эффективным соединением остается ДДП. Это активное в хим. отношении вещество, в к-ром ионы Cl- частично замещаются молекулами воды с образованием иона [Pt(NH3)2(H2O)2]2+. Процесс ионизации ДДП идет гл. обр. в клетках, где концентрация хлоридов ниже, чем в сыворотке крови. Продукт гидролиза ДДП реагирует с азотистыми основаниями ДНК как бифункциональный агент, вызывая образование поперечных связей между нитями ДНК. Это служит основной причиной нарушения деления и гибели опухолевых клеток. Дополнительным механизмом противоопухолевого действия ДДП является активация системы иммунитета организма. Однако помимо действия на клетки злокачественных новообразований ДДП оказывает токсическое действие на нормально функционирующие клетки ряда органов и систем. У экспериментальных животных ДДП вызывает повреждение слизистой оболочки тонкой кишки, извитых канальцев почек, изменения в органах кроветворения. При небольших дозах ДДП эти явления носят обратимый характер. Действие ДДП на почки представляет собой основной фактор, вынуждающий прерывать лечение больных этим препаратом. Из организма ДДП выводится преимущественно с мочой (60—70% введенного количества выводится в первые сутки). Наибольшее количество препарата обнаруживают в жел.-киш. тракте, почках и печени. ДДП способна преодолевать приобретенную устойчивость опухолей к другим химиотерапевтическим препаратам, что является одной из принципиальных особенностей данного комплексного соединения платины. Препарат пока ограниченно применяют в комбинации с другими химиотерапевтическими средствами. Наиболее эффективен он при лечении больных опухолями яичка, мочевого пузыря, яичников, области головы и шеи.
Соединения П. м. в той или иной степени обладают токсическими свойствами. Самыми опасными в этом отношении веществами оказываются летучие тетроксиды Ru04 и 0s04, особенно последний, легко образующийся при окислении соединений осмия. Низкие концентрации 0s04t в воздухе вызывают боль в глазах, конъюнктивит, раздражение слизистой оболочки верхних дыхательных путей. Более интенсивное воздействие вызывает поражение роговицы, ведущее к слепоте, бронхит, пневмонию, расстройство пищеварения. Вдыхание в течение получаса воздуха, концентрация 0s04 в к-ром составляет 0,001 мг/л, проходит без последствий, однако существует мнение, что присутствие паров 0s04 в воздухе рабочих помещений вообще недопустимо.
В промышленных, а иногда и в лабораторных условиях соединения платины могут попадать в воздух в виде аэрозоля или паров и оказывать раздражающее действие на кожу, слизистые оболочки и органы дыхания. В результате этого у отдельных лиц, работающих с соединениями П. м., возникает симптомокомплекс, называемый платинозом (затруднение дыхания, кашель, чиханье, насморк, конъюнктивит, крапивница) . Заболевание начинается через несколько недель или месяцев после начала контакта с соединениями платины и в дальнейшем обостряется. Симптомы его могут временно исчезать и появляться снова при повторных контактах с П. м. При продолжительном контакте с соединениями платины могут развиться астма и экзема. Чувствительность обычно проявляется к соединениям любого П. м., но в 30% случаев наблюдается избирательная чувствительность к соединениям платины. При длительном воздействии этих соединений на организм может возникать чувствительность к другим аллергенам. Полагают, что наиболее часто платиноз вызывает гексахлор-платинат (IV) аммония.
При появлении симптомов платино-за необходимо прекратить контакт с П. м.; лечение симптоматическое.
Мерами предупреждения и защиты от отравлений токсическими соединениями П. м. являются герметизация промышленного и лабораторного оборудования, местная вентиляция, спецодежда, защита кожи рук, глаз и органов дыхания от непосредственного контакта с аэрозолями, парами или р-рами соединений П. м. Сосуды с 0s04 должны быть плотно закупорены и храниться под тягой.
Предельно допустимая концентрация в воздухе производственных помещений для растворимых соединений платины равна 0,002 мг/м3.
Таблица. НЕКОТОРЫЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЛАТИНОВЫХ МЕТАЛЛОВ
Параметр |
Иридий |
Осмий |
Палладий |
Платина |
Родий |
Рутений |
Атомный номер |
77 |
76 |
46 |
78 |
45 |
44 |
Атомный вес (масса) |
192,22 |
190,2 |
106,4 |
195,09 |
102,9055 |
101,07 |
Среднее содержание в земной коре, вес.% |
1 • 10~7 |
5 • 10“6 |
1 • 10"« |
5 • 10~7 |
1 • 10~7 |
5 • 10~7 |
Атомный вес (масса) и периоды полураспада важнейших радиоактивных изотопов |
189 (11 сут.) 190 (11 сут.) 192 (74 сут.) |
185 (94 сут.) 191 (15 сут.) |
100 (4 сут.) 103 (17 сут.) |
188 (10 сут.) 191 (3 сут.) |
99(16 сут.) 102 (206 сут.) |
97 (3 сут.) 103 (40 сут.) 106 (1 год) |
Атомный радиус, пм |
136 |
136 |
137 |
139 |
134 |
134 |
Распределение валентных электронов по подуровням |
5d76s2 |
5d66s2 |
4d10 |
5d96sl |
4d85sx |
4d75sx |
Плотность, г/см3 (при 20°) |
22,4 |
22, 5 |
11,97 |
21 ,45 |
12,42 |
12, 2 |
Температура плавления |
2410 |
Ок. 3050 |
1552 |
1769 |
1960 |
22 5 0 |
Температура кипения |
О к. 5300 |
Ок. 5500 |
Ок. 3980 |
Ок. 4530 |
Ок. 4500 |
Ок. 4900 |
Удельное электросопротивление, ом - ж • 10-8 |
5 , 4(25°) |
9, 5(0°) |
10,0 (0°) |
9,81 (0°) |
4,7 (0°) |
7 , 16 — 7 , 6(0°) |
Библиография: Вредные вещества в промышленности, под ред. Н. В. Лазарева и И. Д. Гадаскиной, т. 3, с. 555, Л., 1977; Ливингстон С. Химия рутения, родия, палладия, осмия, иридия, платины, пер. с англ., М., 1978; П р e с-нов М. А., Коновалова А. Л. и Корольчук В. П. Комплексные соединения платины в химиотерапии злокачественных опухолей, Вестн. АМН СССР, №2, с. 68, 1979; Cleare М. J. Transition metal complexes in cancer chemotherapy, Coordinat. Chem. Rev., v. 12, p. 349, 1974.
А. В. Бабков.