Kalcija raksturojums. kalcija īpašības. Kalcija formula

2024 Autors: Angel Austin | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 05:35

Starp visiem periodiskās sistēmas elementiem ir vairāki no tiem, bez kuriem dzīvajos organismos ne tikai iespējams attīstīties dažādas slimības, bet kopumā nav iespējams normāli dzīvot un augt. Viens no tiem ir kalcijs.

Interesanti, ka runājot par šo metālu, kā vienkāršu vielu, cilvēkam no tā nav nekāda labuma, pat kaitējuma. Tomēr atliek tikai pieminēt jonus Ca²⁺, jo uzreiz ir daudz punktu, kas raksturo to nozīmi.

Kalcija pozīcija periodiskajā tabulā

Kalcija, tāpat kā jebkura cita elementa, raksturojums sākas ar norādi par tā atrašanās vietu periodiskajā sistēmā. Galu galā tas ļauj daudz uzzināt par šo atomu:

• pamatmaksa;
• elektronu un protonu, neitronu skaits;
• oksidācijas pakāpe, augstāks un zemāks;
• elektroniskā konfigurācija un citas svarīgas lietas.

Elements, kuru mēs apsveram, atrodas otrās grupas, galvenās apakšgrupas, ceturtajā lielajā periodā, un tam ir kārtas numurs 20. Arī ķīmiskajā periodiskajā tabulā ir parādīts kalcija atomsvars - 40,08, kas ir vidējais rādītājs. esošo izotopu vērtībuatoms.

Oksidācijas stāvoklis ir viens, vienmēr nemainīgs, vienāds ar +2. Augstākā oksīda CaO formula. Elementa nosaukums latīņu valodā ir kalcijs, līdz ar to ir simbols atomam Ca.

Kalcija kā vienkāršas vielas raksturojums

Normālos apstākļos šis elements ir metāls, sudrabaini b alts. Kalcija kā vienkāršas vielas formula ir Ca. Pateicoties savai augstajai ķīmiskajai aktivitātei, tas spēj veidot daudzus savienojumus, kas pieder pie dažādām klasēm.

Cietā agregācijas stāvoklī tas cilvēka organismā neietilpst, tāpēc ir svarīgs rūpnieciskām un tehniskām vajadzībām (galvenokārt ķīmiskajām sintēzēm).

Ir viens no visizplatītākajiem metāliem pēc īpatsvara zemes garozā, aptuveni 1,5%. Tas pieder sārmzemju zemju grupai, jo, izšķīdinot ūdenī, tas rada sārmus, bet dabā tas notiek vairāku minerālu un sāļu veidā. Jūras ūdenī ir daudz kalcija (400 mg/l).

Kristāla režģis

Kalcija īpašība ir izskaidrojama ar kristāliskā režģa struktūru, kurai var būt divu veidu (jo ir alfa un beta forma):

• kubiskā seja;
• centrēts uz skaļumu.

Saites veids molekulā ir metālisks, režģa vietās, tāpat kā visos metālos, ir atomu joni.

Būt dabā

Dabā ir vairākas pamatvielas, kas satur šo elementu.

1. Jūras ūdens.
2. Ieži un minerāli.
3. Dzīvi organismi (čaumalas unčaumalas, kaulu audi un tā tālāk).
4. Gruntsūdeņi zemes garozā.

Kā dabiskus kalcija avotus var identificēt šādus iežu un minerālu veidus.

1. Dolomīts ir kalcija un magnija karbonāta maisījums.
2. Fluorīts - kalcija fluorīds.
3. Ģipsis - CaSO₄ 2H₂O.
4. Kalcīts - krīts, kaļķakmens, marmors - kalcija karbonāts.
5. Alabaster - CaSO₄ 0,5H₂O.
6. Apatity.

Kopā ir aptuveni 350 dažādu minerālu un iežu, kas satur kalciju.

Iegūšanas metodes

Ilgu laiku nebija iespējams izolēt metālu brīvā formā, jo tā ķīmiskā aktivitāte ir augsta, dabā to tīrā veidā neatradīsit. Tāpēc līdz 19. gadsimtam (1808. g.) attiecīgais elements bija vēl viens noslēpums, ko glabāja periodiskā tabula.

Kalcijs kā metāls spēja sintezēt angļu ķīmiķi Hamfriju Deiviju. Tas bija tas, kurš pirmais atklāja cieto minerālu un sāļu kausējumu mijiedarbības iezīmes ar elektrisko strāvu. Līdz šim vispiemērotākais veids, kā iegūt šo metālu, ir tā sāļu elektrolīze, piemēram:

• kalcija un kālija hlorīdu maisījums;
• fluorīda un kalcija hlorīda maisījums.

Ir iespējams arī iegūt kalciju no tā oksīda, izmantojot metalurģijā izplatīto aluminotermisko metodi.

Fizikālās īpašības

Kalcija raksturojumu fizikālo parametru izteiksmē var aprakstīt vairākos punktos.

1. Apkopotais stāvoklis normālos apstākļos ir ciets.
2. Kušanas temperatūra - 842 ⁰C.
3. Metāls ir mīksts, var griezt ar nazi.
4. Krāsa - sudrabaini b alta, spīdīga.
5. Tam ir labas vadītspējas un siltuma īpašības.
6. Ilgstoši karsējot, tas pārvēršas šķidrumā, pēc tam tvaika stāvoklī, zaudējot metāliskās īpašības. Vārīšanās temperatūra 1484 ⁰C.

Kalcija fizikālajām īpašībām ir viena iezīme. Kad metālam tiek izdarīts spiediens, tas kādā brīdī zaudē metāliskās īpašības un spēju vadīt elektrību. Tomēr, vēl vairāk palielinot ekspozīciju, tas atkal tiek atjaunots un izpaužas kā supravadītājs, vairākas reizes augstāks nekā pārējie elementi šajos rādītājos.

Ķīmiskās īpašības

Šī metāla aktivitāte ir ļoti augsta. Tāpēc ir daudz mijiedarbības, kurās kalcijs nonāk. Reakcijas ar visiem nemetāliem viņam ir raksturīgas, jo kā reducētājs viņš ir ļoti spēcīgs.

1. Normālos apstākļos viegli reaģē, veidojot atbilstošus bināros savienojumus ar: halogēniem, skābekli.
2. Karsējot: ūdeņradis, slāpeklis, ogleklis, silīcijs, fosfors, bors, sērs un citi.
3. Brīvdabā tas nekavējoties mijiedarbojas ar oglekļa dioksīdu un skābekli, tāpēc pārklājas ar pelēku pārklājumu.
4. Spēcīgi reaģē ar skābēm, dažkārt viegli uzliesmojošas.

Interesantas kalcija īpašības parādās, kad runa ir parpar to sāļu sastāvā. Tātad skaistie alu stalaktīti un stalagmīti, kas aug uz griestiem un sienām, nav nekas cits kā kalcija karbonāts, kas laika gaitā veidojas no ūdens, oglekļa dioksīda un bikarbonāta gruntsūdeņos notiekošo procesu ietekmē.

Ņemot vērā, cik aktīvs metāls ir normālā stāvoklī, tas tiek uzglabāts laboratorijās, piemēram, sārmainās. Tumšā stikla traukā, ar cieši noslēgtu vāku un zem petrolejas vai parafīna slāņa.

Kvalitatīva reakcija uz kalcija jonu ir liesmas krāsa skaistā, piesātinātā ķieģeļsarkanā krāsā. Metālu savienojumu sastāvā var identificēt arī pēc dažu tā sāļu nešķīstošām nogulsnēm (kalcija karbonāts, fluorīds, sulfāts, fosfāts, silikāts, sulfīts).

Metāla savienojumi

Metālu savienojumu veidi ir šādi:

• oksīds;
• hidroksīds;
• kalcija sāļi (vidēji, skābi, bāziski, dubulti, kompleksi).

Kalcija oksīds ir pazīstams kā dzēstais kaļķis. CaO izmanto, lai izveidotu būvmateriālu (kaļķi). Ja dzēšat oksīdu ar ūdeni, iegūstat atbilstošo hidroksīdu, kam piemīt sārma īpašības.

Liela praktiska nozīme ir dažādiem kalcija sāļiem, kurus izmanto dažādās tautsaimniecības nozarēs. Kādi sāļi pastāv, mēs jau minējām iepriekš. Šeit ir šo savienojumu veidu piemēri.

1. Vidējie sāļi - karbonāts CaCO₃, fosfāts Ca₃(PO₄) ₂ un citi.
2. Skābs - hidrosulfāts CaHSO₄.
3. Basic - bikarbonāts(SaOH)₃PO₄.
4. Komplekss - [Ca (NH₃)₈] Cl_2.
5. Double - 5Ca(NO₃)₂NH₄NO 3_10H2_O.

Tieši šīs klases savienojumu veidā kalcijs ir svarīgs bioloģiskajām sistēmām, jo sāļi ir organisma jonu avots.

Bioloģiskā loma

Kāda ir kalcija nozīme cilvēka organismam? Ir vairāki iemesli.

1. Šī elementa joni ir daļa no starpšūnu vielas un audu šķidruma, kas piedalās ierosināšanas mehānismu regulēšanā, hormonu un neirotransmiteru ražošanā.
2. Kalcijs uzkrājas kaulos, zobu emaljā apmēram 2,5% apmērā no kopējā ķermeņa svara. Tas ir diezgan daudz, un tam ir svarīga loma šo konstrukciju stiprināšanā, to izturības un stabilitātes saglabāšanā. Ķermeņa augšana bez tā nav iespējama.
3. Asins recēšana ir atkarīga arī no attiecīgajiem joniem.
4. Tā ir daļa no sirds muskuļa, piedalās tā ierosināšanā un kontrakcijā.
5. Ir dalībnieks eksocitozes un citu intracelulāro izmaiņu procesos.

Ja uzņemtā kalcija daudzums nav pietiekams, tad attīstās tādas slimības kā:

• rahīts;
• osteoporoze;
• asins slimības.

Dienas norma pieaugušajam ir 1000 mg, bet bērniem no 9 gadu vecuma 1300 mg. Lai novērstu šī elementa pārpilnību organismā, norādīto devu nedrīkst pārsniegt. Citādigadījumā var attīstīties zarnu slimība.

Visām pārējām dzīvajām būtnēm kalcijs ir ne mazāk svarīgs. Piemēram, daudziem bezmugurkaulniekiem, lai gan tiem nav skeleta, tomēr ārējie līdzekļi to stiprināšanai arī ir šī metāla veidojumi. Starp tiem:

• vēžveidīgie;
• mīdijas un austeres;
• sūkļi;
• koraļļu polipi.

Visi nes mugurā vai principā veido dzīves procesā kaut kādu ārēju skeletu, kas pasargā no ārējām ietekmēm un plēsējiem. Tās galvenā sastāvdaļa ir kalcija sāļi.

Mugurkaulniekiem, tāpat kā cilvēkiem, šie joni ir nepieciešami normālai augšanai un attīstībai, un tie jāsaņem ar pārtiku.

Kalciju saturoši preparāti

Ir daudzas iespējas, ar kurām iespējams kompensēt organismā trūkstošo elementu. Pats labākais, protams, dabiskās metodes – produkti, kas satur vēlamo atomu. Tomēr, ja kāda iemesla dēļ tas ir nepietiekami vai neiespējami, arī medicīniskais ceļš ir pieņemams.

Tātad, kalciju saturošu pārtikas produktu saraksts ir aptuveni šāds:

• piena un rūgušpiena produkti;
• zivis;
• zaļie;
• graudaugi (griķi, rīsi, pilngraudu konditorejas izstrādājumi);
• daži citrusaugļi (apelsīni, mandarīni);
• pākšaugi;
• visi rieksti (īpaši mandeles un valrieksti).

Ja jums ir alerģija pret dažiem produktiem vai nevarat tos lietot cita iemesla dēļ, papildiniet vēlamā elementa līmeni organismākalciju saturoši preparāti palīdzēs.

Tie visi ir šī metāla sāļi, kuriem piemīt spēja viegli uzsūkties organismā, ātri uzsūcas asinīs un zarnās. Starp tiem populārākie un lietotie ir tālāk minētie.

1. Kalcija hlorīds – šķīdums injekcijām vai iekšķīgai lietošanai pieaugušajiem un bērniem. Tas atšķiras ar sāls koncentrāciju sastāvā, tiek izmantots "karstajām injekcijām", jo injicējot rada tieši tādu sajūtu. Lai atvieglotu uzņemšanu, ir pieejamas augļu sulas formas.
2. Kalcija glikonāts. Pieejams kā tabletes (0,25 vai 0,5 g) un šķīdumi intravenozai injekcijai. Bieži vien tablešu veidā satur dažādas augļu piedevas.
3. Kalcija laktāts – pieejams 0,5g tabletēs