Kalsiumin luonnehdinta. kalsiumin ominaisuudet. Kalsium kaava

2024 Kirjoittaja: Angel Austin | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-17 05:25

Kaikkien jaksollisen järjestelmän elementtien joukossa on niitä useita, joita ilman ei ole vain mahdollista kehittää erilaisia sairauksia eläviin organismeihin, vaan on yleensä mahdotonta elää ja kasvaa normaalisti. Yksi näistä on kalsium.

On mielenkiintoista, että kun kyse on tästä metallista yksinkertaisena aineena, siitä ei ole ihmiselle mitään hyötyä, ei edes haittaa. On kuitenkin vain mainittava ionit Ca²⁺, sillä heti niiden tärkeyttä kuvaavia pisteitä on massa.

Kalsiumin asema jaksollisessa taulukossa

Kalsiumin luonnehdinta, kuten minkä tahansa muun alkuaineen, alkaa osoittamalla sen sijainti jaksollisessa järjestelmässä. Loppujen lopuksi sen avulla on mahdollista oppia paljon tästä atomista:

• ydinveloitus;
• elektronien ja protonien, neutronien lukumäärä;
• hapetusaste, korkeampi ja matalampi;
• elektroniset asetukset ja muut tärkeät asiat.

Alkuaine, jota tarkastelemme, sijaitsee toisen ryhmän, pääalaryhmän, neljännessä suuressa jaksossa ja sen sarjanumero on 20. Myös kemiallinen jaksotaulukko näyttää kalsiumin atomipainon - 40,08, joka on keskiarvo. tämän olemassa olevien isotooppien arvoatomi.

Hapetusaste on yksi, aina vakio, yhtä suuri kuin +2. Korkeamman oksidin CaO kaava. Alkuaineen latinankielinen nimi on kalsium, tästä syystä atomin Ca.

symboli.

Kalsiumin luonnehdinta yksinkertaisena aineena

Normaaliolosuhteissa tämä elementti on metallia, hopeanvalkoinen. Kalsiumin kaava yksinkertaisena aineena on Ca. Korkean kemiallisen aktiivisuutensa ansiosta se pystyy muodostamaan monia eri luokkiin kuuluvia yhdisteitä.

Kiinteässä aggregoituneessa tilassa se ei sisälly ihmiskehoon, joten se on tärkeä teollisiin ja teknisiin tarpeisiin (pääasiassa kemiallisiin synteeseihin).

On yksi yleisimmistä metalleista maankuoren osuudella mitattuna, noin 1,5 %. Se kuuluu maa-alkalimetallien ryhmään, koska veteen liuotettuna se antaa alkaleja, mutta luonnossa sitä esiintyy useiden mineraalien ja suolojen muodossa. Merivedessä on paljon kalsiumia (400 mg/l).

Kristalhila

Kalsiumin ominaisuus selittyy kidehilan rakenteella, jota sillä voi olla kahta tyyppiä (koska on alfa- ja beetamuoto):

• kuutio kasvokeskeinen;
• äänenvoimakkuuskeskeinen.

Sidostyyppi molekyylissä on metallinen, hilakohdissa, kuten kaikissa metalleissa, on atomi-ioneja.

Luonnossa oleminen

Luontossa on useita perusaineita, jotka sisältävät tätä alkuainetta.

1. Merivesi.
2. Kivet ja mineraalit.
3. Elävät organismit (kuoret jakuoret, luukudos ja niin edelleen).
4. Pohjavesi maankuoressa.

Seuraavan tyyppiset kivet ja mineraalit voidaan tunnistaa luonnollisiksi kalsiumin lähteiksi.

1. Dolomiitti on kalsium- ja magnesiumkarbonaatin seos.
2. Fluoriitti - kalsiumfluoridi.
3. Kipsi - CaSO₄ 2H₂O.
4. Kalsiitti - liitu, kalkkikivi, marmori - kalsiumkarbonaatti.
5. Alabasteri - CaSO₄ 0.5H₂O.
6. Apatity.

Yhteensä noin 350 erilaista kalsiumia sisältävää mineraalia ja kiveä.

Hankintamenetelmät

Metallia ei ollut mahdollista eristää vapaassa muodossa pitkään aikaan, koska sen kemiallinen aktiivisuus on korkea, et löydä sitä puhtaassa muodossa luonnosta. Siksi 1800-luvulle (1808) asti kyseinen elementti oli toinen mysteeri, jonka jaksollinen järjestelmä sisälsi.

Kalsium metallina kykeni syntetisoimaan englantilaisen kemistin Humphrey Davyn. Hän löysi ensimmäisenä kiinteiden mineraalien ja suolojen sulamien vuorovaikutuksen piirteet sähkövirran kanssa. Tähän mennessä tärkein tapa saada tämä metalli on sen suolojen elektrolyysi, kuten:

• kalsium- ja kaliumkloridien seos;
• fluorin ja kalsiumkloridin seos.

Kalsiumia on myös mahdollista erottaa sen oksidista metallurgiassa yleisellä aluminotermisellä menetelmällä.

Fysikaaliset ominaisuudet

Kalsiumin luonnehdinta fysikaalisten parametrien perusteella voidaan kuvata useissa kohdissa.

1. Aggregaattitila on kiinteä normaaleissa olosuhteissa.
2. Sulamispiste - 842 ⁰C.
3. Metalli on pehmeää, voidaan leikata veitsellä.
4. Väri - hopeanvalkoinen, kiiltävä.
5. Sillä on hyvät johtamis- ja lämpöominaisuudet.
6. Pitkän ajan kuumennettaessa se muuttuu nesteeksi, sitten höyryksi ja menettää metalliset ominaisuudet. Kiehumispiste 1484 ⁰C.

Kalsiumin fysikaalisilla ominaisuuksilla on yksi ominaisuus. Kun metalliin kohdistetaan painetta, se menettää jossain vaiheessa metalliset ominaisuutensa ja kykynsä johtaa sähköä. Kuitenkin, kun altistusta lisätään edelleen, se palautuu uudelleen ja ilmenee suprajohteena, useita kertoja korkeampana kuin muut näiden indikaattoreiden elementit.

Kemialliset ominaisuudet

Tämän metallin aktiivisuus on erittäin korkea. Siksi on monia vuorovaikutuksia, joissa kalsium pääsee sisään. Reaktiot kaikkien epämetallien kanssa ovat hänelle yleisiä, koska pelkistimenä hän on erittäin vahva.

1. Normaaleissa olosuhteissa reagoi helposti muodostaen vastaavia binääriyhdisteitä seuraavien kanssa: halogeenit, happi.
2. Kuumutettuna: vety, typpi, hiili, pii, fosfori, boori, rikki ja muut.
3. Ulkoilmassa se on välittömästi vuorovaikutuksessa hiilidioksidin ja hapen kanssa, joten se peittyy harmaalla pinnoitteella.
4. Reagoi kiivaasti happojen kanssa, joskus syttyviä.

Kalsiumin mielenkiintoisia ominaisuuksia ilmeneesiitä suolojen koostumuksessa. Niinpä katossa ja seinissä kasvavat kauniit luola-stalagmiitit ja stalagmiitit ovat vain kalsiumkarbonaattia, joka muodostuu ajan myötä vedestä, hiilidioksidista ja bikarbonaatista pohjaveden sisällä tapahtuvien prosessien vaikutuksesta.

Ota huomioon, kuinka aktiivinen metalli on normaalitilassaan, sitä varastoidaan laboratorioissa, kuten alkalisissa. Tummassa lasiastiassa, tiiviisti suljetulla kannella ja kerosiini- tai parafiinikerroksen alla.

Laadullinen reaktio kalsiumionille on liekin väri kaunis, täyteläinen tiilenpunainen väri. On myös mahdollista tunnistaa metalli yhdisteiden koostumuksesta joidenkin sen suolojen (kalsiumkarbonaatti, fluoridi, sulfaatti, fosfaatti, silikaatti, sulfiitti) liukenemattomista sakasta.

Metalliliitokset

Metalliyhdisteiden tyypit ovat seuraavat:

• oksidi;
• hydroksidi;
• kalsiumsuolat (keskipitkät, happamat, emäksiset, kaksois-, kompleksiset).

Kalsiumoksidi tunnetaan poltettuna kalkina. CaO:ta käytetään rakennusmateriaalin (kalkki) valmistukseen. Jos sammutat oksidin vedellä, saat vastaavan hydroksidin, jolla on alkalin ominaisuuksia.

Erilaiset kalsiumsuolat, joita käytetään talouden eri sektoreilla, ovat käytännönläheisiä. Millaisia suoloja on olemassa, olemme jo maininneet edellä. Tässä on esimerkkejä näiden yhdisteiden tyypeistä.

1. Keskisuolat - karbonaatti CaCO₃, fosfaatti Ca₃(PO₄) ₂ ja muut.
2. Hapan - hydrosulfaatti CaHSO₄.
3. Perus - bikarbonaatti(SaOH)₃PO₄.
4. Complex - [Ca (NH₃)₈] Cl_2.
5. Kaksois - 5Ca(NO₃)₂NH₄NO 3_10H2_O.

Juuri tämän luokan yhdisteiden muodossa kalsium on tärkeä biologisille järjestelmille, koska suolat ovat kehon ionien lähde.

Biologinen rooli

Mikä on kalsiumin merkitys ihmiskeholle? Syitä on useita.

1. Tämän alkuaineen ionit ovat osa solujen välistä ainetta ja kudosnestettä ja osallistuvat viritysmekanismien säätelyyn, hormonien ja välittäjäaineiden tuotantoon.
2. Kalsiumia kertyy luihin, hammaskiilteeseen noin 2,5 % kehon kokonaispainosta. Tämä on melko paljon ja sillä on tärkeä rooli näiden rakenteiden vahvistamisessa, niiden lujuuden ja vakauden säilyttämisessä. Kehon kasvu ilman sitä on mahdotonta.
3. Veren hyytyminen riippuu myös kyseessä olevista ioneista.
4. Se on osa sydänlihasta ja osallistuu sen viritteeseen ja supistumiseen.
5. Osallistuu eksosytoosin ja muiden solunsisäisten muutosten prosesseihin.

Jos kulutetun kalsiumin määrä ei riitä, voi kehittyä sairauksia, kuten:

• rahitauti;
• osteoporoosi;
• verisairaudet.

Väittäinen normi aikuiselle on 1000 mg ja yli 9-vuotiaille lapsille 1300 mg. Tämän elementin liiallisen runsauden estämiseksi kehossa, ilmoitettua annosta ei saa ylittää. MuutenTässä tapauksessa suolistosairaus voi kehittyä.

Kaikille muille eläville olennoille kalsium ei ole yhtä tärkeä. Esimerkiksi monet selkärangattomat, vaikka heillä ei ole luurankoa, ulkoiset keinot niiden vahvistamiseksi ovat myös tämän metallin muodostumia. Heidän joukossaan:

• äyriäiset;
• sinisimpukat ja osterit;
• sienet;
• korallipolyypit.

Kaikki he kantavat selässään tai periaatteessa muodostavat elämänprosessissa jonkinlaisen ulkoisen luurangon, joka suojaa heitä ulkoisilta vaikutuksilta ja saalistajilta. Sen pääkomponentti on kalsiumsuolat.

Selkärankaiset, kuten ihmiset, tarvitsevat näitä ioneja normaaliin kasvuun ja kehitykseen ja saavat ne ruoasta.

Kalsiumia sisältävät valmisteet

On olemassa monia vaihtoehtoja, joilla on mahdollista korvata puuttuva elementti kehosta. Mikä parasta, tietysti luonnolliset menetelmät - tuotteet, jotka sisältävät halutun atomin. Jos tämä kuitenkin jostain syystä on riittämätöntä tai mahdotonta, myös lääketieteellinen polku on hyväksyttävä.

Joten kalsiumia sisältävien ruokien luettelo on suunnilleen seuraava:

• maito- ja piimätuotteet;
• kala;
• vihreät;
• viljat (tattari, riisi, täysjyväleivonnaiset);
• joitakin sitrushedelmiä (appelsiinit, mandariinit);
• palkokasvit;
• kaikki pähkinät (erityisesti mantelit ja saksanpähkinät).

Jos olet allerginen joillekin tuotteille tai et voi käyttää niitä muusta syystä, lisää halutun alkuaineen tasoa kehossakalsiumia sisältävät valmisteet auttavat.

Kaikki ne ovat tämän metallin suoloja, jotka imeytyvät helposti elimistöön ja imeytyvät nopeasti vereen ja suolistoon. Niistä seuraavat ovat suosituimpia ja käytetyimpiä.

1. Kalsiumkloridi - liuos injektiota varten tai suun kautta annettavaksi aikuisille ja lapsille. Se eroaa koostumuksen suolapitoisuudesta, sitä käytetään "kuumiin injektioihin", koska se aiheuttaa juuri sellaisen tunteen ruiskeena. Hedelmämehumuotoja on saatavana nielemisen helpottamiseksi.
2. Kalsiumglukonaatti. Saatavilla tabletteina (0,25 tai 0,5 g) ja liuoksina suonensisäiseen injektioon. Usein tablettien muodossa sisältää erilaisia hedelmälisäaineita.
3. Kalsiumlaktaatti - saatavilla 0,5g tabletteina