铊的毒性和离子共价性
张永和
美国惠林研究院
铊(Tl)是p 电子轨道元素。由于孤对电子(ns2)效应,铊具有较强的离子性的一价离子电子结构,使其相似于s 电子轨道元素(碱金属)的化学性质。
按照离子共价论:事物皆存在于离子共价势能IC,即离子性动能I(Z*,Iz , n*)与共价性环境C(rc-1, n*rc-1)的和谐 [1,2]:
IC = I(Z*,Iz , n*) C(rc-1, n*rc-1)
按照离子共价性(见下表)由于铊的离子性参数I(Z*,Iz , n*) 较高而共价半径较小,因此其离子共价性IC很强,即电荷密度、电负性、离子势、离子激化能很强,对机体生命有极强的毒性:
1)铊化合物易溶于水被机体吸收而中毒,在熔化时空气有腐蚀作用。
2)由于铊的共价半径rc与钾 (K) 相近,它会代替钾并夺取钾的通道进入我们的身体,不仅造成身体的钾流失。而且由于铊的离子共价性IC比钾高两倍,和其孤对电子的亲和性可与硫生成络合物。这就使它进行取代性的瓦解许多细胞的程序(比如,铊会攻击硫蛋白,如半胱氨酸残基,铁氧化还原蛋白)。
3)铊的很强的离子共价性IC 会激化细胞使其突变致癌。
离子共价性参数
离子 | n* | Iz | Iav | rc-1 | n*rc-1 | Z* | rc | Xz | XIC | IC |
K+ | 3.45 | 4.34 | 4.34 | 0.513 | 1.769 | 1.949 | 1.95 | 0.899 | 0.799 | 0.999 |
Tl+ | 4.36 | 6.11 | 6.11 | 0.646 | 2.815 | 2.922 | 1.549 | 1.069 | 1.164 | 1.887 |