Kalcio apibūdinimas. kalcio savybės. Kalcio formulė

2024 Autorius: Angel Austin | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-17 05:34

Tarp visų periodinės sistemos elementų yra keletas jų, be kurių ne tik įmanoma susirgti įvairiomis gyvų organizmų ligomis, bet apskritai neįmanoma normaliai gyventi ir augti. Vienas iš jų yra kalcis.

Įdomu tai, kad kalbant apie šį metalą, kaip paprastą medžiagą, jis žmogui neduoda jokios naudos, net žalos. Tačiau tereikia paminėti jonus Ca²⁺, nes iš karto yra daugybė taškų, apibūdinančių jų svarbą.

Kalcio padėtis periodinėje lentelėje

Kalcio, kaip ir bet kurio kito elemento, apibūdinimas prasideda jo padėties periodinėje sistemoje nurodymu. Galų gale, tai leidžia daug sužinoti apie šį atomą:

• pagrindinis mokestis;
• elektronų ir protonų, neutronų skaičius;
• oksidacijos būsena, aukštesnė ir žemesnė;
• elektroninė konfigūracija ir kiti svarbūs dalykai.

Mūsų svarstomas elementas yra antrosios grupės, pagrindinio pogrupio, ketvirtame dideliame periode ir turi eilės numerį 20. Be to, cheminė periodinė lentelė rodo kalcio atominę masę – 40,08, tai yra vidurkis. esamų šio izotopų vertėsatomas.

Oksidacijos būsena yra viena, visada pastovi, lygi +2. Aukštesniojo oksido CaO formulė. Lotyniškas elemento pavadinimas yra kalcis, taigi ir atomo Ca simbolis.

Kalcio, kaip paprastos medžiagos, apibūdinimas

Įprastomis sąlygomis šis elementas yra metalas, sidabriškai b altas. Kalcio, kaip paprastos medžiagos, formulė yra Ca. Dėl didelio cheminio aktyvumo jis gali sudaryti daug junginių, priklausančių skirtingoms klasėms.

Kietoje agregacijos būsenoje jis nėra įtrauktas į žmogaus organizmą, todėl yra svarbus pramoniniams ir techniniams poreikiams (daugiausia cheminėms sintezėms).

Yra vienas iš labiausiai paplitusių metalų pagal dalį žemės plutoje, apie 1,5%. Priklauso šarminių žemių grupei, nes ištirpęs vandenyje suteikia šarmų, tačiau gamtoje būna kelių mineralų ir druskų pavidalu. Jūros vandenyje yra daug kalcio (400 mg/l).

Krištolinė grotelė

Kalcio savybė paaiškinama kristalinės gardelės struktūra, kuri gali būti dviejų tipų (nes yra alfa ir beta formos):

• kubinis veidas;
• centrinis garsumas.

Ryšio tipas molekulėje yra metalinis, gardelės vietose, kaip ir visuose metaluose, yra atomų jonų.

Būti gamtoje

Gamtoje yra keletas pagrindinių medžiagų, kuriose yra šio elemento.

1. Jūros vanduo.
2. Uolienos ir mineralai.
3. Gyvieji organizmai (kriauklės irkriauklės, kaulinis audinys ir pan.).
4. Požeminis vanduo žemės plutoje.

Šių tipų uolienos ir mineralai gali būti identifikuojami kaip natūralūs kalcio š altiniai.

1. Dolomitas yra kalcio ir magnio karbonato mišinys.
2. Fluoritas – kalcio fluoridas.
3. Gipsas – CaSO₄ 2H₂O.
4. Kalcitas – kreida, kalkakmenis, marmuras – kalcio karbonatas.
5. Alabasteris – CaSO₄ 0.5H₂O.
6. Apatity.

Iš viso yra apie 350 įvairių mineralų ir uolienų, kuriuose yra kalcio.

Gavimo būdai

Ilgą laiką nebuvo įmanoma išskirti metalo laisvoje formoje, kadangi jo cheminis aktyvumas yra didelis, gryno jo gamtoje nerasite. Todėl iki XIX amžiaus (1808 m.) aptariamas elementas buvo dar viena periodinės lentelės paslaptis.

Kalcis kaip metalas sugebėjo susintetinti anglų chemiką Humphrey'į Davy. Būtent jis pirmasis atrado kietųjų mineralų ir druskų lydalo sąveikos su elektros srove ypatybes. Iki šiol vis dar aktualiausias būdas gauti šį metalą yra jo druskų elektrolizė, pvz.:

• kalcio ir kalio chloridų mišinys;
• fluorido ir kalcio chlorido mišinys.

Taip pat galima išskirti kalcį iš jo oksido naudojant metalurgijoje įprastą aliuminoterminį metodą.

Fizikinės savybės

Kalcio apibūdinimą fiziniais parametrais galima apibūdinti keliais punktais.

1. Suvestinė būsena normaliomis sąlygomis yra kieta.
2. Lydymosi temperatūra – 842 ⁰C.
3. Metalas minkštas, galima pjauti peiliu.
4. Spalva – sidabriškai b alta, blizgi.
5. Jis pasižymi geromis laidumo ir šiluminėmis savybėmis.
6. Ilgai kaitinant, jis virsta skysčiu, vėliau garų būsena, prarasdamas metalines savybes. Virimo temperatūra 1484 ⁰C.

Fizikinės kalcio savybės turi vieną ypatybę. Kai metalas veikiamas slėgiu, tam tikru momentu jis praranda savo metalines savybes ir gebėjimą praleisti elektrą. Tačiau toliau didinant ekspoziciją, ji vėl atkuriama ir pasireiškia kaip superlaidininkas, kelis kartus didesnis nei kiti šių rodiklių elementai.

Cheminės savybės

Šio metalo aktyvumas yra labai didelis. Todėl yra daug sąveikų, kurių metu kalcis patenka. Jam būdingos reakcijos su visais nemetalais, nes kaip reduktorius jis yra labai stiprus.

1. Įprastomis sąlygomis lengvai reaguoja, sudarydamas atitinkamus dvejetainius junginius su: halogenais, deguonimi.
2. Kai kaitinama: vandenilis, azotas, anglis, silicis, fosforas, boras, siera ir kt.
3. Atvirame lauke jis iš karto sąveikauja su anglies dioksidu ir deguonimi, todėl pasidengia pilka danga.
4. Smarkiai reaguoja su rūgštimis, kartais degiomis.

Įdomios kalcio savybės atsiranda, kai kalbama apieapie tai druskų sudėtyje. Taigi, gražūs urviniai stalaktitai ir stalagmitai, augantys ant lubų ir sienų, yra ne kas kita, kaip kalcio karbonatas, ilgainiui susidaręs iš vandens, anglies dioksido ir bikarbonato, veikiant požeminiame vandenyje vykstantiems procesams.

Atsižvelgiant į tai, kaip metalas yra aktyvus įprastoje būsenoje, jis laikomas laboratorijose, kaip ir šarminėse. Tamsaus stiklo inde, sandariai uždarytu dangteliu ir po žibalo arba parafino sluoksniu.

Kokybinė reakcija į kalcio joną – tai gražios, sodrios plytų raudonumo liepsnos spalva. Taip pat metalą junginių sudėtyje galima atpažinti pagal netirpias kai kurių jo druskų (kalcio karbonato, fluorido, sulfato, fosfato, silikato, sulfito) nuosėdas.

Metalinės jungtys

Metalų junginių tipai yra tokie:

• oksidas;
• hidroksidas;
• kalcio druskos (vidutinės, rūgštinės, bazinės, dvigubos, kompleksinės).

Kalcio oksidas žinomas kaip negesintos kalkės. CaO naudojamas statybinei medžiagai (kalkėms) sukurti. Jei oksidą gesinate vandeniu, gausite atitinkamą hidroksidą, kuris pasižymi šarminėmis savybėmis.

Įvairios kalcio druskos, kurios naudojamos skirtinguose ūkio sektoriuose, turi didelę praktinę reikšmę. Kokios druskos egzistuoja, mes jau minėjome aukščiau. Štai šių junginių tipų pavyzdžiai.

1. Vidutinės druskos - karbonatas CaCO₃, fosfatas Ca₃(PO₄) ₂ ir kt.
2. Rūgštinė – hidrosulfatas CaHSO₄.
3. Basic – bikarbonatas(SaOH)₃PO₄.
4. Kompleksas – [Ca (NH₃)₈] Cl_2.
5. Dvigubas – 5Ca(NO₃)₂NH₄NO 3_10H2_O.

Šios klasės junginių pavidalu kalcis yra svarbus biologinėms sistemoms, nes druskos yra organizmo jonų š altinis.

Biologinis vaidmuo

Kokia kalcio svarba žmogaus organizmui? Yra keletas priežasčių.

1. Būtent šio elemento jonai yra tarpląstelinės medžiagos ir audinių skysčio dalis, dalyvaujantys sužadinimo mechanizmų reguliavime, hormonų ir neurotransmiterių gamyboje.
2. Kalcis kaupiasi kauluose, dantų emalyje apie 2,5% viso kūno svorio. Tai gana daug ir atlieka svarbų vaidmenį stiprinant šias struktūras, išlaikant jų tvirtumą ir stabilumą. Kūno augimas be jo neįmanomas.
3. Kraujo krešėjimas taip pat priklauso nuo atitinkamų jonų.
4. Jis yra širdies raumens dalis, dalyvauja jo sužadinimo ir susitraukimo procese.
5. Yra egzocitozės ir kitų viduląstelinių pokyčių procesų dalyvis.

Jei suvartoto kalcio kiekio nepakanka, gali išsivystyti tokios ligos kaip:

• rachitas;
• osteoporozė;
• kraujo ligos.

Paros norma suaugusiajam yra 1000 mg, o vaikams nuo 9 metų - 1300 mg. Norint išvengti šio elemento pertekliaus organizme, nurodytos dozės viršyti negalima. Priešingu atvejuatveju gali išsivystyti žarnyno liga.

Visoms kitoms gyvoms būtybėms kalcis yra ne mažiau svarbus. Pavyzdžiui, daugelis bestuburių, nors ir neturi skeleto, tačiau išorinės juos stiprinančios priemonės taip pat yra šio metalo dariniai. Tarp jų:

• vėžiagyviai;
• midijos ir austrės;
• kempinės;
• koralų polipai.

Visi jie nešiojasi ant nugaros arba iš principo gyvenimo procese suformuoja kažkokį išorinį skeletą, saugantį nuo išorinių poveikių ir plėšrūnų. Pagrindinis jo komponentas yra kalcio druskos.

Stuburiniams gyvūnams, kaip ir žmonėms, reikia šių jonų normaliam augimui ir vystymuisi, ir jie gaunami su maistu.

Kalcio turintys preparatai

Yra daug variantų, kuriais galima kompensuoti trūkstamą elementą kūne. Geriausia, žinoma, natūralūs metodai – produktai, kuriuose yra norimo atomo. Tačiau jei dėl kokių nors priežasčių to nepakanka arba neįmanoma, medicininis kelias taip pat yra priimtinas.

Taigi, maisto produktų, kurių sudėtyje yra kalcio, sąrašas yra maždaug toks:

• pieno ir rūgštaus pieno produktai;
• žuvis;
• žalieji;
• grūdai (grikiai, ryžiai, viso grūdo kepiniai);
• kai kurie citrusiniai vaisiai (apelsinai, mandarinai);
• ankštiniai augalai;
• visi riešutai (ypač migdolai ir graikiniai riešutai).

Jei esate alergiškas kai kuriems produktams arba negalite jų naudoti dėl kitos priežasties, papildykite norimo elemento kiekį organizmekalcio turintys preparatai padės.

Visos jos yra šio metalo druskos, kurios turi savybę lengvai pasisavinti organizmą, greitai įsisavinamos į kraują ir žarnyną. Tarp jų populiariausi ir naudojami yra šie.

1. Kalcio chloridas – injekcinis arba peroralinis tirpalas suaugusiems ir vaikams. Jis skiriasi druskos koncentracija kompozicijoje, naudojama „karštoms injekcijoms“, nes suleidus sukelia būtent tokį pojūtį. Yra vaisių sulčių formų, kad būtų lengviau nuryti.
2. Kalcio gliukonatas. Tiekiamos tabletės (0,25 arba 0,5 g) ir tirpalai, skirti injekcijoms į veną. Dažnai tablečių pavidalu yra įvairių vaisių priedų.
3. Kalcio laktatas – tiekiamas 0,5 g tabletėmis