الكالسيوم

الكالسيوم-أنا؛ م.[من اللات. كالكس (كالسيس) – جير] عنصر كيميائي (Ca) معدن فضي أبيضوهو جزء من الحجر الجيري والرخام وما إلى ذلك.

◁ كالسيوم اه اه أملاح ك.

الكالسيوم

(lat. الكالسيوم)، وهو عنصر كيميائي من المجموعة الثانية من الجدول الدوري، وينتمي إلى المعادن الأرضية القلوية. الاسم من اللات. كالكس، كالسيس التناسلي - الجير. معدن فضي-أبيض، كثافته 1.54 جم/سم3، ر 842 درجة مئوية. في درجات الحرارة العادية يتأكسد بسهولة في الهواء. ومن حيث الانتشار في القشرة الأرضية فهو يحتل المرتبة الخامسة (معادن الكالسيت والجبس والفلوريت وغيرها). كعامل اختزال نشط، يتم استخدامه للحصول على U، Th، V، Cr، Zn، Be والمعادن الأخرى من مركباتها، لإزالة الأكسدة من الفولاذ والبرونز وما إلى ذلك. وهو جزء من المواد المضادة للاحتكاك. تستخدم مركبات الكالسيوم في البناء (الجير والأسمنت) وتستخدم مستحضرات الكالسيوم في الطب.

الكالسيوم

الكالسيوم (lat. كالسيوم)، Ca (اقرأ "الكالسيوم")، عنصر كيميائيبرقم ذري 20، يقع في الدورة الرابعة في المجموعة IIA من نظام مندليف الدوري للعناصر؛ الكتلة الذرية 40.08. ينتمي إلى العناصر الأرضية القلوية (سم.المعادن الأرضية القلوية).
يتكون الكالسيوم الطبيعي من خليط من النويدات (سم.نيوكليد)بأعداد كتلية 40 (في خليط بكتلة 96.94%)، 44 (2.09%)، 42 (0.667%)، 48 (0.187%)، 43 (0.135%) و 46 (0.003%). تكوين طبقة الإلكترون الخارجية 4 س 2 . في جميع المركبات تقريبًا، تكون حالة أكسدة الكالسيوم +2 (التكافؤ II).
يبلغ نصف قطر ذرة الكالسيوم المحايدة 0.1974 نانومتر، ونصف قطر أيون Ca 2+ يتراوح من 0.114 نانومتر (لرقم التنسيق 6) إلى 0.148 نانومتر (لرقم التنسيق 12). طاقات التأين المتسلسل لذرة الكالسيوم المحايدة هي، على التوالي، 6.133، 11.872، 50.91، 67.27 و 84.5 فولت. وفقًا لمقياس بولينج، تبلغ السالبية الكهربية للكالسيوم حوالي 1.0. الكالسيوم في شكله الحر هو معدن أبيض فضي.
تاريخ الاكتشاف
توجد مركبات الكالسيوم في كل مكان في الطبيعة، لذلك عرفتها البشرية منذ القدم. منذ فترة طويلة يستخدم الجير في البناء (سم.جير)(الجير الحي والمطفأ)، والتي كانت تعتبر منذ فترة طويلة مادة بسيطة، "الأرض". ومع ذلك، في عام 1808 العالم الإنجليزي جي ديفي (سم.ديفي همفري)تمكنت من الحصول على معدن جديد من الجير. للقيام بذلك، تعرض ديفي للتحليل الكهربائي لخليط من الجير المطفأ المبلل قليلاً مع أكسيد الزئبق وعزل معدنًا جديدًا من الملغم المتكون على كاثود الزئبق، والذي أطلق عليه اسم الكالسيوم (من الكلس اللاتيني، جنس الكالسيس - الجير). في روسيا لبعض الوقت كان يسمى هذا المعدن "التجويف".
التواجد في الطبيعة
الكالسيوم هو أحد العناصر الأكثر شيوعًا على الأرض. وهو يمثل 3.38% من كتلة القشرة الأرضية (الخامس الأكثر وفرة بعد الأكسجين والسيليكون والألمنيوم والحديد). بسبب نشاطه الكيميائي العالي، لا يتواجد الكالسيوم بشكل حر في الطبيعة. تم العثور على معظم الكالسيوم في السيليكات (سم.السيليكات)والألومينوسيليكات (سم.سيليكات الألومنيوم)الصخور المختلفة (الجرانيت (سم.الجرانيت)النيس (سم.النيس)وما إلى ذلك وهلم جرا.). وفي صورة الصخور الرسوبية تتمثل مركبات الكالسيوم في الطباشير والحجر الجيري، وتتكون بشكل رئيسي من معدن الكالسيت (سم.الكالسيت)(كاكو 3). الشكل البلوري للكالسيت - الرخام - أقل شيوعًا في الطبيعة.
معادن الكالسيوم مثل الحجر الجيري شائعة جدًا (سم.حجر الكلس) CaCO3، الأنهيدريت (سم.الأنهيدريت) CaSO 4 والجبس (سم.جبس) CaSO4·2H2O، الفلوريت (سم.الفلوريت)كاف 2، الأباتيت (سم.الأباتيت) Ca 5 (PO 4) 3 (F,Cl,OH)، الدولوميت (سم.الدولوميت) MgCO 3 · كربونات الكالسيوم 3 . إن وجود أملاح الكالسيوم والمغنيسيوم في المياه الطبيعية يحدد صلابتها (سم.عسر الماء). توجد كمية كبيرة من الكالسيوم في الكائنات الحية. لذلك، هيدروكسيباتيت Ca 5 (PO 4) 3 (OH)، أو، في إدخال آخر، 3Ca 3 (PO 4) 2 Ca(OH) 2 - الأساس أنسجة العظامالفقاريات، بما في ذلك البشر؛ تصنع أصداف وأصداف العديد من اللافقاريات وقشور البيض وغيرها من كربونات الكالسيوم CaCO 3.
إيصال
يتم الحصول على الكالسيوم المعدني عن طريق التحليل الكهربائي لمصهور يتكون من CaCl 2 (75-80%) وKCl أو من CaCl 2 وCaF 2، بالإضافة إلى الاختزال الألوميني الحراري لـ CaO عند 1170-1200 درجة مئوية:
4CaO + 2Al = CaAl 2 O 4 + 3Ca.
الخصائص الفيزيائية والكيميائية
معدن الكالسيوم موجود في اثنين تعديلات تآصلية(انظر التآصل (سم.التآصل)). حتى 443 درجة مئوية، تكون a-Ca مع شبكة مكعبة محورها الوجه (المعلمة a = 0.558 نانومتر) مستقرة؛ b-Ca مع شبكة مكعبة تتمحور حول الجسم من النوع a-Fe (المعلمة a = 0.448 نانومتر)؛ أكثر استقرارا. درجة انصهار الكالسيوم 839 درجة مئوية، ودرجة الغليان 1484 درجة مئوية، والكثافة 1.55 جم/سم3.
النشاط الكيميائي للكالسيوم مرتفع، ولكنه أقل من جميع المعادن الأرضية القلوية الأخرى. يتفاعل بسهولة مع الأكسجين وثاني أكسيد الكربون والرطوبة الموجودة في الهواء، ولهذا السبب عادة ما يكون سطح معدن الكالسيوم رماديًا باهتًا، لذلك يتم تخزين الكالسيوم في المختبر عادةً، مثل المعادن الأرضية القلوية الأخرى، في حاوية محكمة الإغلاق. جرة مغلقةتحت طبقة من الكيروسين.
في سلسلة الجهود القياسية، يقع الكالسيوم على يسار الهيدروجين. جهد القطب القياسي لزوج Ca 2+ /Ca 0 هو –2.84 فولت، بحيث يتفاعل الكالسيوم بشكل نشط مع الماء:
Ca + 2H2O = Ca(OH)2 + H2.
يتفاعل الكالسيوم مع اللافلزات النشطة (الأكسجين، الكلور، البروم) في الظروف العادية:
2Ca + O 2 = 2CaO؛ Ca + Br2 = CaBr2.
عند تسخينه في الهواء أو الأكسجين، يشتعل الكالسيوم. يتفاعل الكالسيوم مع اللافلزات الأقل نشاطًا (الهيدروجين، البورون، الكربون، السيليكون، النيتروجين، الفوسفور وغيرها) عند تسخينه، على سبيل المثال:
Ca + H 2 = CaH 2 (هيدريد الكالسيوم)،
Ca + 6B = CaB 6 (بوريد الكالسيوم)،
3Ca + N 2 = Ca 3 N 2 (نيتريد الكالسيوم)
Ca + 2C = CaC2 (كربيد الكالسيوم)
3Ca + 2P = Ca 3 P 2 (فوسفيد الكالسيوم)، ومن المعروف أيضًا فوسفيدات الكالسيوم للتركيبات CaP وCaP 5؛
2Ca + Si = Ca 2 Si (مبيد سيليسيوم الكالسيوم)؛ ومن المعروف أيضًا أن تركيبات CaSi وCa 3 Si 4 وCaSi 2.
عادة ما يكون حدوث التفاعلات المذكورة أعلاه مصحوبًا بإطلاق سراح كمية كبيرةالحرارة (أي أن هذه التفاعلات طاردة للحرارة). في جميع المركبات التي تحتوي على اللافلزات، تكون حالة أكسدة الكالسيوم +2. معظم مركبات الكالسيوم مع اللافلزات تتحلل بسهولة بالماء، على سبيل المثال:
CaH 2 + 2H 2 O = Ca(OH) 2 + 2H 2،
Ca 3 N 2 + 3H 2 O = 3Ca(OH) 2 + 2NH 3.
أكسيد الكالسيوم عادة ما يكون أساسيا. يتم الحصول عليه في المختبر والتكنولوجيا عن طريق التحلل الحراري للكربونات:
كربونات الكالسيوم 3 = كربونات الكالسيوم + ثاني أكسيد الكربون 2.
يسمى أكسيد الكالسيوم التقني CaO بالجير الحي.
يتفاعل مع الماء لتكوين Ca(OH)2 ويطلق كمية كبيرة من الحرارة:
CaO + H2O = Ca(OH)2.
عادةً ما يُطلق على Ca(OH)2 الذي يتم الحصول عليه بهذه الطريقة اسم الجير المطفأ أو حليب الجير (سم.حليب الليمون)ويرجع ذلك إلى أن ذوبان هيدروكسيد الكالسيوم في الماء منخفض (0.02 مول/لتر عند 20 درجة مئوية)، وعند إضافته إلى الماء يتكون معلق أبيض.
عند تفاعله مع الأكاسيد الحمضية، يشكل CaO أملاحًا، على سبيل المثال:
CaO + CO 2 = CaCO 3؛ CaO + SO 3 = CaSO 4.
أيون Ca 2+ عديم اللون. عند إضافة أملاح الكالسيوم إلى اللهب، يتحول اللهب إلى اللون الأحمر القرميدي.
أملاح الكالسيوم مثل كلوريد CaCl 2 وبروميد CaBr 2 ويوديد CaI 2 ونترات الكالسيوم (NO 3) 2 شديدة الذوبان في الماء. غير قابلة للذوبان في الماء هي الفلورايد CaF 2، كربونات CaCO 3، كبريتات CaSO 4، متوسط ​​أورثوفوسفات Ca 3 (PO 4) 2، أكسالات CaC 2 O 4 وبعض الآخرين.
ومن المهم، على عكس كربونات الكالسيوم المتوسطة CaCO 3، أن كربونات الكالسيوم الحمضية (بيكربونات) Ca(HCO 3) 2 قابلة للذوبان في الماء. في الطبيعة، وهذا يؤدي إلى العمليات التالية. عندما تخترق الأمطار الباردة أو مياه النهر المشبعة بثاني أكسيد الكربون تحت الأرض وتسقط على الحجر الجيري، يلاحظ ذوبانها:
كربونات الكالسيوم 3 + CO 2 + H 2 O = Ca(HCO 3) 2.
وفي نفس الأماكن التي يصعد فيها الماء المشبع ببيكربونات الكالسيوم إلى سطح الأرض ويتم تسخينه بفعل أشعة الشمس يحدث تفاعل عكسي:
Ca(HCO 3) 2 = CaCO 3 + CO 2 + H 2 O.
هذه هي الطريقة التي يتم بها نقل كميات كبيرة من المواد في الطبيعة. ونتيجة لذلك، يمكن أن تتشكل ثقوب ضخمة تحت الأرض (انظر كارست (سم.كارست (ظاهرة طبيعية))) ، وتتشكل "رقاقات ثلجية" حجرية جميلة - مقرنصات - في الكهوف (سم.الهوابط (التكوينات المعدنية))والصواعد (سم.الصواعد).
إن وجود بيكربونات الكالسيوم المذابة في الماء يحدد إلى حد كبير صلابة الماء المؤقتة. (سم.عسر الماء). ويسمى مؤقتا لأنه عندما يغلي الماء، تتحلل البيكربونات ويترسب كربونات الكالسيوم. تؤدي هذه الظاهرة، على سبيل المثال، إلى حقيقة أن الحجم يتشكل في الغلاية بمرور الوقت.
تطبيق الكالسيوم ومركباته
يستخدم معدن الكالسيوم في إنتاج اليورانيوم المعدني الحراري (سم.اليورانيوم (عنصر كيميائي))الثوريوم (سم.الثوريوم)التيتانيوم (سم.التيتانيوم (عنصر كيميائي))الزركونيوم (سم.الزركونيوم)السيزيوم (سم.السيزيوم)والروبيديوم (سم.الروبيديوم).
تستخدم مركبات الكالسيوم الطبيعية على نطاق واسع في إنتاج المواد الرابطة (الأسمنت (سم.يبني)الجبس (سم.جبس)، الجير، الخ). يعتمد التأثير الملزم للجير المطفأ على حقيقة أنه مع مرور الوقت، يتفاعل هيدروكسيد الكالسيوم مع ثاني أكسيد الكربون في الهواء. نتيجة للتفاعل المستمر، يتم تشكيل بلورات الكالسيت CaCO3 على شكل إبرة، والتي تنمو لتصبح أحجارًا وطوبًا ومواد بناء أخرى مجاورة، كما كانت، تلحمها في كل واحد. كربونات الكالسيوم البلورية - رخام - ناعم مواد التشطيب. يستخدم الطباشير لتبييض. يتم استهلاك كميات كبيرة من الحجر الجيري في إنتاج الحديد الزهر، لأنها تجعل من الممكن تحويل الشوائب المقاومة للحرارة لخام الحديد (على سبيل المثال، الكوارتز SiO 2) إلى خبث منخفض الذوبان نسبيًا.
التبييض فعال جدا كمطهر. (سم.مسحوق التبييض)- "المبيض" Ca(OCl)Cl - كلوريد مختلط وهيبوكلوريد الكالسيوم (سم.هيبوكلوريت الكالسيوم)مع قدرة أكسدة عالية.
كما تستخدم كبريتات الكالسيوم على نطاق واسع، فهي موجودة في شكل مركب لا مائي وفي شكل هيدرات بلورية - ما يسمى بالكبريتات "شبه المائية" - المرمر (سم.أليفيز فريزين (ميلانو)) CaSO 4 ·0.5H 2 O وثنائي هيدرات الكبريتات - الجبس CaSO 4 · 2H 2 O. يستخدم الجبس على نطاق واسع في البناء والنحت وتصنيع الجص والمنتجات الفنية المختلفة. يستخدم الجص أيضًا في الطب لتثبيت العظام أثناء الكسور.
يستخدم كلوريد الكالسيوم CaCl 2 مع ملح الطعام لمكافحة التثلّج أسطح الطرق. فلوريد الكالسيوم CaF 2 مادة بصرية ممتازة.
الكالسيوم في الجسم
الكالسيوم هو عنصر حيوي (سم.العناصر الحيوية)، موجود باستمرار في أنسجة النباتات والحيوانات. عنصر مهم في عملية التمثيل الغذائي المعدني للحيوانات والبشر والتغذية المعدنية للنباتات، ويؤدي الكالسيوم وظائف مختلفة في الجسم. مكون من الأباتيت (سم.الأباتيت)بالإضافة إلى الكبريتات والكربونات، يشكل الكالسيوم المكون المعدني لأنسجة العظام. يحتوي جسم الإنسان الذي يزن 70 كجم على حوالي 1 كجم من الكالسيوم. يشارك الكالسيوم في عمل القنوات الأيونية (سم.القنوات الأيونية)نقل المواد عبر الأغشية البيولوجية في نقل النبضات العصبية (سم.الدافع العصبي)، في عمليات تخثر الدم (سم.جلطة دموية أو خثرة)والتخصيب. ينظم الكالسيفيرول استقلاب الكالسيوم في الجسم (سم.الكالسيفيرول)(فيتامين د). نقص أو زيادة الكالسيوم يؤدي إلى أمراض مختلفة - الكساح (سم.الكساح)التكلس (سم.التكلس)الخ ولذلك يجب أن يحتوي غذاء الإنسان على مركبات الكالسيوم بالكميات المطلوبة (800-1500 ملجم كالسيوم يومياً). محتوى الكالسيوم مرتفع في منتجات الألبان (مثل الجبن والجبن والحليب) وبعض الخضروات وغيرها من الأطعمة. تستخدم مستحضرات الكالسيوم على نطاق واسع في الطب.

القاموس الموسوعي. 2009 .

المرادفات:

انظر ما هو "الكالسيوم" في القواميس الأخرى:

- (Ca) معدن أصفر لامع ولزج. جاذبية معينة 1.6. قاموس كلمات اجنبية، المدرجة في اللغة الروسية. بافلينكوف ف.، 1907. الكالسيوم (الكالسيوم اللاتيني الجديد، من الجير اللاتيني كالكس). معدن فضي اللون. قاموس الكلمات الأجنبية،... ... قاموس الكلمات الأجنبية للغة الروسية

الكالسيوم- الكالسيوم، الكالسيوم، الكيميائي. عنصر، رمز Ca، معدن بلوري أبيض فضي لامع. كسر ينتمي إلى مجموعة الفلزات القلوية الأرضية. أود. الوزن 1.53؛ في. الخامس. 40.07؛ نقطة الانصهار 808 درجة. سا هي واحدة من ... الموسوعة الطبية الكبرى

- (الكالسيوم)، Ca، عنصر كيميائي من المجموعة الثانية من النظام الدوري، العدد الذري 20، الكتلة الذرية 40.08؛ يشير إلى المعادن الأرضية القلوية. درجة حرارة الانصهار 842shC. يوجد في الأنسجة العظمية للفقاريات، وقذائف الرخويات، وقشر البيض. الكالسيوم... ... الموسوعة الحديثة

المعدن أبيض فضي، ولزج، ومرن، ويتأكسد بسرعة في الهواء. معدل الانصهار سنويا 800-810 درجة. وجدت في الطبيعة كما أملاح مختلفةوتشكيل رواسب الطباشير والحجر الجيري والرخام والفوسفوريت والأباتيت والجبس وغيرها على الزيل. دور... ... القاموس الفني للسكك الحديدية

- (الكالسيوم اللاتيني) Ca، عنصر كيميائي من المجموعة الثانية من الجدول الدوري، العدد الذري 20، الكتلة الذرية 40.078، ينتمي إلى الفلزات القلوية الأرضية. الاسم من اللاتينية كالكس، الجير الكلسي المضاف. معدن أبيض فضي، ... ... القاموس الموسوعي الكبير

تاريخ الكالسيوم

تم اكتشاف الكالسيوم عام 1808 على يد همفري ديفي، الذي حصل عن طريق التحليل الكهربائي للجير المطفأ وأكسيد الزئبق على ملغم الكالسيوم، نتيجة عملية تقطير الزئبق الذي بقي منه المعدن، والذي يسمى الكالسيوم.باللاتيني جيريبدو مثل كالكسوهذا هو الاسم الذي اختاره الكيميائي الإنجليزي للمادة المكتشفة.

الكالسيوم هو عنصر من عناصر المجموعة الفرعية الرئيسية الثانية من المجموعة الرابعة من الجدول الدوري للعناصر الكيميائية D.I. مندلييف عدده الذري 20 وكتلته الذرية 40.08. التسمية المقبولة هي Ca (من اللاتينية - الكالسيوم).

الخصائص الفيزيائية والكيميائية

الكالسيوم هو معدن قلوي ناعم متفاعل ذو لون أبيض فضي. بسبب التفاعل مع الأكسجين وثاني أكسيد الكربون، يصبح سطح المعدن باهتا، لذلك يحتاج الكالسيوم إلى نظام تخزين خاص - في إلزاميوعاء مغلق بإحكام يُملأ فيه المعدن بطبقة من البارافين السائل أو الكيروسين.

يعتبر الكالسيوم من أشهر العناصر الدقيقة الضرورية للإنسان؛ حيث يتراوح الاحتياج اليومي منه من 700 إلى 1500 ملغم للشخص البالغ السليم، إلا أنه يزداد خلال فترة الحمل والرضاعة، ويجب أخذ ذلك بعين الاعتبار ويجب الحصول على الكالسيوم منه؛ شكل الاستعدادات.

التواجد في الطبيعة

يمتلك الكالسيوم نشاطًا كيميائيًا عاليًا جدًا، لذلك لا يوجد في الطبيعة بشكله الحر (النقي). إلا أنه يحتل المرتبة الخامسة من حيث الانتشار في القشرة الأرضية، ويوجد على شكل مركبات في المواد الرسوبية (الحجر الجيري، والطباشير) والصخور (الجرانيت)؛ ويحتوي على الكثير من الكالسيوم.

وهو منتشر بشكل كبير في الكائنات الحية؛ وقد وجد وجوده في النباتات والحيوانات والإنسان، حيث يتواجد بشكل رئيسي في الأسنان والأنسجة العظمية.

امتصاص الكالسيوم

من العوائق التي تحول دون الامتصاص الطبيعي للكالسيوم من الطعام تناول الكربوهيدرات على شكل حلويات وقلويات تعمل على تحييد حمض الهيدروكلوريك في المعدة الضروري لإذابة الكالسيوم. إن عملية امتصاص الكالسيوم معقدة للغاية، لذلك في بعض الأحيان لا يكفي الحصول عليها من الطعام فقط؛

التفاعل مع الآخرين

لتحسين امتصاص الكالسيوم في الأمعاء، فهو ضروري، مما يؤدي إلى تسهيل عملية امتصاص الكالسيوم. عند تناول الكالسيوم (على شكل مكملات) أثناء الأكل، يتم منع امتصاصه، لكن تناول مكملات الكالسيوم بشكل منفصل عن الطعام لا يؤثر على هذه العملية بأي شكل من الأشكال.

يوجد كل الكالسيوم الموجود في الجسم تقريبًا (من 1 إلى 1.5 كجم) في العظام والأسنان. ويشارك الكالسيوم في عمليات استثارة الأنسجة العصبية وانقباض العضلات وعمليات تخثر الدم، وهو جزء من نواة وأغشية الخلايا والسوائل الخلوية والأنسجة، وله تأثيرات مضادة للحساسية ومضادة للالتهابات، ويمنع الحماض، وينشط عدد الانزيمات والهرمونات. ويشارك الكالسيوم أيضًا في تنظيم نفاذية غشاء الخلية وله تأثير معاكس.

علامات نقص الكالسيوم

من علامات نقص الكالسيوم في الجسم ما يلي، للوهلة الأولى، أعراض غير ذات صلة:

• العصبية وتدهور الحالة المزاجية.
• راحة القلب.
• التشنجات وخدر الأطراف.
• تباطؤ النمو والأطفال.
• ضغط دم مرتفع؛
• تقسيم وهشاشة الأظافر.
• آلام المفاصل، وخفض "عتبة الألم"؛
• الحيض الثقيل.

أسباب نقص الكالسيوم

قد تشمل أسباب نقص الكالسيوم الأنظمة الغذائية غير المتوازنة (خاصة الصيام)، وانخفاض محتوى الكالسيوم في الطعام، والتدخين والإدمان على القهوة والمشروبات التي تحتوي على الكافيين، وعسر العاج، وأمراض الكلى، وأمراض الغدة الدرقية، والحمل، والرضاعة، وانقطاع الطمث.

يتميز الكالسيوم الزائد، والذي يمكن أن يحدث مع الاستهلاك المفرط لمنتجات الألبان أو الاستخدام غير المنضبط للأدوية، بالعطش الشديد والغثيان والقيء وفقدان الشهية والضعف وزيادة التبول.

استخدامات الكالسيوم في الحياة

وقد وجد الكالسيوم تطبيقا في إنتاج اليورانيوم المعدني الحراري، في شكل مركبات طبيعية يستخدم كمادة خام لإنتاج الجبس والأسمنت، كوسيلة للتطهير (المعروف). مبيض).

مركبات الكالسيوم الطبيعية (الطباشير والرخام والحجر الجيري والجبس) ومنتجات معالجتها البسيطة (الجير) معروفة للناس منذ العصور القديمة. في عام 1808، قام الكيميائي الإنجليزي همفري ديفي بتحليل الجير المطفأ الرطب (هيدروكسيد الكالسيوم) كهربائيًا باستخدام كاثود الزئبق وحصل على ملغم الكالسيوم (سبيكة من الكالسيوم والزئبق). ومن هذه السبيكة، وبعد تقطير الزئبق، حصل ديفي على الكالسيوم النقي.
كما اقترح اسم عنصر كيميائي جديد، من الكلمة اللاتينية "كالكس" التي تشير إلى اسم الحجر الجيري والطباشير والأحجار الناعمة الأخرى.

البحث في الطبيعة والحصول على:

الكالسيوم هو العنصر الخامس الأكثر وفرة في القشرة الأرضية (أكثر من 3%)، ويشكل العديد من الصخور، يعتمد الكثير منها على كربونات الكالسيوم. بعض هذه الصخور هي من أصل عضوي (الصخور الصدفية)، مما يدل على الدور الهام للكالسيوم في الطبيعة الحية. الكالسيوم الطبيعي عبارة عن خليط من 6 نظائر بأعداد كتلية من 40 إلى 48، حيث يمثل 40 Ca 97% من المجموع. التفاعلات النوويةكما تم الحصول على نظائر أخرى للكالسيوم، على سبيل المثال المشعة 45 Ca.
للحصول على مادة بسيطةيستخدم الكالسيوم أو التحليل الكهربائي للأملاح المنصهرة أو الألومنيوم:
4CaO + 2Al = Ca(AlO 2) 2 + 3Ca

الخصائص الفيزيائية:

معدن رمادي فضي ذو شبكة مكعبة مركزية الوجه، أصعب بكثير من الفلزات القلوية. درجة الانصهار 842 درجة مئوية، نقطة الغليان 1484 درجة مئوية، الكثافة 1.55 جم/سم3. عند ضغوط عالية ودرجات حرارة تبلغ حوالي 20 كلفن، فإنه يدخل في حالة الموصلية الفائقة.

الخواص الكيميائية:

الكالسيوم ليس نشطا مثل المعادن القلوية، ولكن يجب تخزينه تحت طبقة من الزيوت المعدنية أو في براميل معدنية محكمة الغلق. بالفعل في درجات الحرارة العادية يتفاعل مع الأكسجين والنيتروجين في الهواء، وكذلك مع بخار الماء. عند تسخينه، يحترق في الهواء بلهب أحمر برتقالي، ويشكل أكسيدًا مع خليط من النتريدات. مثل المغنيسيوم، يستمر الكالسيوم في الاحتراق في جو من ثاني أكسيد الكربون. عند تسخينه، فإنه يتفاعل مع غير المعادن الأخرى، مكونًا مركبات ليست دائمًا واضحة في تركيبها، على سبيل المثال:
Ca + 6B = CaB 6 أو Ca + P => Ca 3 P 2 (أيضًا CaP أو CaP 5)
الكالسيوم في جميع مركباته لديه حالة أكسدة +2.

أهم الإتصالات:

أكسيد الكالسيوم CaO- ("لا الجير المطفأ") مادة بيضاء، وهو أكسيد قلوي، يتفاعل بقوة مع الماء ("يطفئ") ويتحول إلى هيدروكسيد. يتم الحصول عليه عن طريق التحلل الحراري لكربونات الكالسيوم.

هيدروكسيد الكالسيوم Ca(OH)2- ("الجير المطفأ") مسحوق أبيض، قابل للذوبان قليلاً في الماء (0.16 جم/100 جم)، قلوي قوي. يستخدم محلول ("ماء الجير") للكشف عن ثاني أكسيد الكربون.

كربونات الكالسيوم CaCO3- أساس معظم معادن الكالسيوم الطبيعية (الطباشير والرخام والحجر الجيري والصخور الصدفية والكالسيت والصاري الأيسلندي). وتكون المادة في شكلها النقي بيضاء أو عديمة اللون. تتحلل البلورات عند تسخينها (900-1000 درجة مئوية) لتشكل أكسيد الكالسيوم. لا ف-ريم، يتفاعل مع الأحماض، قادر على الذوبان في الماء المشبع بثاني أكسيد الكربون، ويتحول إلى بيكربونات: CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca(HCO 3) 2. عملية عكسيةيؤدي إلى ظهور رواسب كربونات الكالسيوم، وخاصة التكوينات مثل الهوابط والصواعد
ويوجد أيضًا في الطبيعة كجزء من الدولوميت CaCO 3 * MgCO 3

كبريتات الكالسيوم CaSO4- مادة بيضاء، في الطبيعة CaSO 4 * 2H 2 O ("الجبس"، "سيلينيت"). هذا الأخير، عند تسخينه بعناية (180 درجة مئوية)، يتحول إلى CaSO 4 *0.5H 2 O ("الجبس المحروق"، "المرمر") - مسحوق أبيض، والذي، عند مزجه بالماء، يشكل CaSO 4 *2H 2 O مرة أخرى على شكل مادة صلبة ومتينة للغاية. قابل للذوبان قليلا في الماء، ويمكن أن يذوب في حمض الكبريتيك الزائد، وتشكيل كبريتات الهيدروجين.

فوسفات الكالسيوم كا 3 (ص 4) 2- ("الفوسفوريت")، غير قابل للذوبان، تحت تأثير الأحماض القوية يتحول إلى هيدروجين الكالسيوم وفوسفات ثنائي الهيدروجين الأكثر قابلية للذوبان. مواد خام لإنتاج الفوسفور وحامض الفوسفوريك والأسمدة الفوسفاتية. يتم أيضًا تضمين فوسفات الكالسيوم في الأباتيت، وهو مركبات طبيعية لها الصيغة التقريبية Ca 5 3 Y، حيث Y = F أو Cl أو OH، على التوالي، الفلور أو الكلور أو الهيدروكسيباتيت. جنبا إلى جنب مع الفوسفوريت، الأباتيت هي جزء من الهيكل العظمي للعديد من الكائنات الحية، بما في ذلك. والرجل.

فلوريد الكالسيوم CaF2 - (طبيعي:"الفلوريت"، "الفلورسبار")، وهي مادة غير قابلة للذوبان ذات لون أبيض. المعادن الطبيعية لها ألوان متنوعة بسبب الشوائب. يتوهج في الظلام عند تسخينه وتحت الأشعة فوق البنفسجية. فهو يزيد من سيولة ("الانصهار") للخبث عند إنتاج المعادن، وهو ما يفسر استخدامه كتدفق.

كلوريد الكالسيوم CaCl 2- عديم اللون السيد المسيح. إنه جيد الذوبان في الماء. يشكل هيدرات بلورية CaCl 2 * 6H 2 O. يعتبر كلوريد الكالسيوم اللامائي ("المدمج") مادة مجففة جيدة.

نترات الكالسيوم Ca(NO3)2- ("نترات الكالسيوم") عديم اللون. السيد المسيح. إنه جيد الذوبان في الماء. عنصرتركيبات الألعاب النارية التي تعطي اللهب لونًا أحمر برتقاليًا.

كربيد الكالسيوم CaС2- يتفاعل مع الماء ويشكل الأسيتيلين، على سبيل المثال: CaС 2 + H 2 O = С 2 H 2 + Ca(OH) 2

طلب:

يستخدم الكالسيوم المعدني كعامل اختزال قوي في إنتاج بعض المعادن التي يصعب اختزالها ("الحرارة الكلسية"): الكروم، والعناصر الأرضية النادرة، والثوريوم، واليورانيوم، وما إلى ذلك. وفي تعدين النحاس والنيكل والفولاذ الخاص والبرونز ويستخدم الكالسيوم وسبائكه لإزالة الشوائب الضارة من الكبريت والفوسفور والكربون الزائد.
يستخدم الكالسيوم أيضًا لربط كميات صغيرة من الأكسجين والنيتروجين عند الحصول على فراغ عالي وتنقية الغازات الخاملة.
يتم استخدام أيونات النيوترونات 48 Ca الزائدة لتخليق عناصر كيميائية جديدة، على سبيل المثال العنصر رقم 114، . يتم استخدام نظير آخر للكالسيوم، 45Ca، كتتبع إشعاعي في دراسات الدور البيولوجي للكالسيوم وهجرته في البيئة.

المجال الرئيسي لتطبيق العديد من مركبات الكالسيوم هو إنتاج مواد البناء (الأسمنت، مخاليط البناء، اللوح الجصي، الخ).

الكالسيوم هو أحد العناصر الكبيرة في الكائنات الحية، حيث يشكل مركبات ضرورية لبناء الهيكل العظمي الداخلي للفقاريات والهيكل العظمي الخارجي للعديد من اللافقاريات، وهي قشرة البيض. تشارك أيونات الكالسيوم أيضًا في تنظيم العمليات داخل الخلايا وتحديد تخثر الدم. يؤدي نقص الكالسيوم في مرحلة الطفولة إلى الكساح، وفي الشيخوخة - إلى هشاشة العظام. مصدر الكالسيوم هو منتجات الألبان والحنطة السوداء والمكسرات، ويسهل امتصاصه فيتامين د. في حالة نقص الكالسيوم، يتم استخدام أدوية مختلفة: كالسيكس، محلول كلوريد الكالسيوم، غلوكونات الكالسيوم، إلخ.
تبلغ نسبة الكالسيوم في جسم الإنسان 1.4-1.7٪، والاحتياجات اليومية هي 1-1.3 جم (حسب العمر). الإفراط في تناول الكالسيوم يمكن أن يؤدي إلى فرط كالسيوم الدم - ترسب مركباته في الجسم اعضاء داخلية، تكوين جلطات الدم في الأوعية الدموية. مصادر:
الكالسيوم (عنصر) // ويكيبيديا. عنوان URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/Calcium (تاريخ الوصول: 01/3/2014).
المكتبة الشعبية للعناصر الكيميائية: الكالسيوم. // URL: http://n-t.ru/ri/ps/pb020.htm (01/3/2014).

الكالسيوم- عنصر من المجموعة الفرعية الرئيسية للمجموعة الثانية، الفترة الرابعة للنظام الدوري للعناصر الكيميائية لـ D.I Mendeleev، برقم ذري 20. يُشار إليه بالرمز Ca (الكالسيوم اللاتيني). مادة الكالسيوم البسيطة (رقم CAS: 7440-70-2) عبارة عن معدن ترابي قلوي ناعم ومتفاعل ذو لون أبيض فضي.

تاريخ وأصل الاسم

اسم العنصر يأتي من اللات. كالكس (في الحالة التناسلية كالسيس) - "الجير"، "الحجر الناعم". تم اقتراحه من قبل الكيميائي الإنجليزي همفري ديفي، الذي عزل معدن الكالسيوم بطريقة التحليل الكهربائي في عام 1808. قام ديفي بالتحليل الكهربائي لخليط من الجير المطفأ الرطب وأكسيد الزئبق HgO على لوح من البلاتين، والذي كان بمثابة الأنود. كان الكاثود عبارة عن سلك بلاتيني مغمور في الزئبق السائل. نتيجة للتحليل الكهربائي، تم الحصول على ملغم الكالسيوم. وبعد تقطير الزئبق منه، حصل ديفي على معدن يسمى الكالسيوم. تم استخدام مركبات الكالسيوم - الحجر الجيري والرخام والجبس (وكذلك الجير - منتج تكلس الحجر الجيري) في البناء منذ عدة آلاف من السنين. حتى نهاية القرن الثامن عشر، كان الكيميائيون يعتبرون الجير مادة صلبة بسيطة. في عام 1789، اقترح أ. لافوازييه أن الجير والمغنيسيا والباريت والألومينا والسيليكا هي مواد معقدة.

التواجد في الطبيعة

بسبب نشاطه الكيميائي العالي، لا يتواجد الكالسيوم بشكل حر في الطبيعة.

يشكل الكالسيوم 3.38% من كتلة القشرة الأرضية (خامس أكثر العناصر وفرة بعد الأكسجين والسيليكون والألومنيوم والحديد).

النظائر

يوجد الكالسيوم في الطبيعة كخليط من ستة نظائر: 40 Ca، 42 Ca، 43 Ca، 44 Ca، 46 Ca و48 Ca، وأكثرها شيوعًا هو 40 Ca ويمثل 96.97%.

من بين النظائر الطبيعية الستة للكالسيوم، هناك خمسة نظائر مستقرة. النظير السادس 48 Ca، وهو الأثقل من بين النظائر الستة والنادر جدًا (تبلغ نسبة نظائره 0.187٪ فقط)، تم اكتشافه مؤخرًا ليخضع لاضمحلال بيتا المزدوج مع عمر نصف يبلغ 5.3 × 10 19 عامًا.

في الصخور والمعادن

يوجد معظم الكالسيوم في السيليكات والألومينوسيليكات من الصخور المختلفة (الجرانيت والنيس وما إلى ذلك) ، وخاصة في الفلسبار - الأنورثيت Ca.

وفي صورة الصخور الرسوبية، تتمثل مركبات الكالسيوم بالطباشير والحجر الجيري، وتتكون بشكل رئيسي من معدن الكالسيت (CaCO 3). الشكل البلوري للكالسيت - الرخام - أقل شيوعًا في الطبيعة.

معادن الكالسيوم مثل الكالسيت CaCO 3 والأنهيدريت CaSO 4 والمرمر CaSO 4 · 0.5H 2 O والجبس CaSO 4 · 2H 2 O، الفلوريت CaF 2، الأباتيت Ca 5 (PO 4) 3 (F، Cl، OH)، الدولوميت MgCO 3 · كربونات الكالسيوم 3 . إن وجود أملاح الكالسيوم والمغنيسيوم في المياه الطبيعية يحدد صلابتها.

يشكل الكالسيوم، الذي يهاجر بقوة في القشرة الأرضية ويتراكم في مختلف الأنظمة الجيوكيميائية، 385 معدنًا (رابع أكبر عدد من المعادن).

الهجرة في القشرة الأرضية

في الهجرة الطبيعية للكالسيوم، يلعب "توازن الكربونات" دورًا مهمًا، المرتبط بالتفاعل العكسي لتفاعل كربونات الكالسيوم مع الماء وثاني أكسيد الكربون مع تكوين بيكربونات قابلة للذوبان:

كربونات الكالسيوم 3 + H2O + CO 2 ↔ Ca (HCO 3) 2 ↔ Ca 2+ + 2HCO 3 -

(ينزاح التوازن إلى اليسار أو اليمين حسب تركيز ثاني أكسيد الكربون).

تلعب الهجرة الحيوية دورًا كبيرًا.

في المحيط الحيوي

توجد مركبات الكالسيوم في جميع الأنسجة الحيوانية والنباتية تقريبًا (انظر أيضًا أدناه). توجد كمية كبيرة من الكالسيوم في الكائنات الحية. وبالتالي، فإن هيدروكسيباتيت Ca 5 (PO 4) 3 OH، أو، في مدخل آخر، 3Ca 3 (PO 4) 2 ·Ca(OH) 2، هو أساس النسيج العظمي للفقاريات، بما في ذلك البشر؛ تتكون أصداف وأصداف العديد من اللافقاريات وقشور البيض وما إلى ذلك من كربونات الكالسيوم CaCO 3. يوجد في الأنسجة الحية للإنسان والحيوان 1.4-2٪ Ca (بنسبة الكتلة)؛ في جسم الإنسان الذي يزن 70 كجم، يبلغ محتوى الكالسيوم حوالي 1.7 كجم (بشكل رئيسي في المادة الخلوية للأنسجة العظمية).

إيصال

يتم الحصول على الكالسيوم المعدني الحر عن طريق التحليل الكهربائي لمصهور يتكون من CaCl 2 (75-80%) وKCl أو CaCl 2 وCaF 2، بالإضافة إلى اختزال ألوميني حراري لـ CaO عند 1170-1200 درجة مئوية:

4CaO + 2Al = CaAl 2 O 4 + 3Ca.

ملكيات

الخصائص الفيزيائية

معدن الكالسيوم موجود في تعديلين متآصلين. ما يصل إلى 443 درجة مئوية، α-Ca مع شعرية مكعبة الوجه (المعلمة = 0.558 نانومتر) مستقرة؛ β-Ca مع شعرية مكعبة تتمحور حول الجسم من النوع α-Fe (المعلمة = 0.448 نانومتر) تكون مستقرة؛ أكثر استقرارا. الانثالبي القياسي Δ ح 0 الانتقال α → β هو 0.93 كيلوجول / مول.

الخواص الكيميائية

في سلسلة الجهود القياسية، يقع الكالسيوم على يسار الهيدروجين. إن جهد القطب القياسي لزوج Ca 2+ /Ca 0 هو −2.84 فولت، بحيث يتفاعل الكالسيوم بشكل نشط مع الماء، ولكن بدون اشتعال:

Ca + 2H 2 O = Ca(OH) 2 + H 2 + Q.

إن وجود بيكربونات الكالسيوم المذابة في الماء يحدد إلى حد كبير صلابة الماء المؤقتة. ويسمى مؤقتا لأنه عندما يغلي الماء، تتحلل البيكربونات ويترسب كربونات الكالسيوم. تؤدي هذه الظاهرة، على سبيل المثال، إلى حقيقة أن الحجم يتشكل في الغلاية بمرور الوقت.

طلب

تطبيقات معدن الكالسيوم

الاستخدام الرئيسي لمعدن الكالسيوم هو استخدامه كعامل اختزال في إنتاج المعادن، وخاصة النيكل والنحاس و من الفولاذ المقاوم للصدأ. ويستخدم الكالسيوم وهيدريده أيضًا لإنتاج معادن يصعب اختزالها مثل الكروم والثوريوم واليورانيوم. تستخدم سبائك الرصاص والكالسيوم في البطاريات والسبائك الحاملة. تُستخدم حبيبات الكالسيوم أيضًا لإزالة آثار الهواء من أجهزة التفريغ.

الحرارة المعدنية

يستخدم الكالسيوم المعدني النقي على نطاق واسع في علم المعادن لإنتاج المعادن النادرة.

صناعة السبائك

يتم استخدام الكالسيوم النقي في سبائك الرصاص، والذي يستخدم لإنتاج ألواح البطاريات وبطاريات الرصاص الحمضية التي لا تحتاج إلى صيانة مع انخفاض التفريغ الذاتي. كما يتم استخدام الكالسيوم المعدني لإنتاج بابيتس الكالسيوم عالي الجودة BKA.

الاندماج النووي

النظير 48 Ca هو المادة الأكثر فعالية والأكثر استخدامًا لإنتاج العناصر فائقة الثقل واكتشاف عناصر جديدة في الجدول الدوري. على سبيل المثال، في حالة استخدام أيونات 48 Ca لإنتاج عناصر فائقة الثقل في المسرعات، فإن نواة هذه العناصر تتشكل بكفاءة مئات وآلاف المرات مقارنة باستخدام "المقذوفات" (الأيونات) الأخرى. لاختزال المعادن، وكذلك في إنتاج سياناميد الكالسيوم (عن طريق تسخين كربيد الكالسيوم في النيتروجين عند 1200 درجة مئوية، يكون التفاعل طاردًا للحرارة، ويتم إجراؤه في أفران السياناميد).

ويستخدم الكالسيوم وسبائكه مع الألمنيوم والمغنيسيوم في الاحتياط الحراري البطاريات الكهربائيةكأنود (على سبيل المثال عنصر كرومات الكالسيوم). يستخدم كرومات الكالسيوم في البطاريات مثل الكاثود. خصوصية هذه البطاريات هو عمرها الافتراضي الطويل للغاية (عقود) في حالة مناسبة، والقدرة على العمل في أي ظروف (الفضاء، ضغط مرتفع)، طاقة نوعية عالية من حيث الوزن والحجم. العيب: عمر قصير. تُستخدم هذه البطاريات عندما يكون ذلك ضروريًا لتوليد طاقة كهربائية هائلة لفترة زمنية قصيرة (الصواريخ الباليستية، وبعض المركبات الفضائية، وما إلى ذلك).

بالإضافة إلى ذلك، تدخل مركبات الكالسيوم في أدوية الوقاية من هشاشة العظام، وفي مجمعات الفيتامينات للنساء الحوامل وكبار السن.

الدور البيولوجي للكالسيوم

الكالسيوم هو أحد المغذيات الكبيرة الشائعة في جسم النباتات والحيوانات والبشر. وفي البشر والفقاريات الأخرى، يوجد معظمه في الهيكل العظمي والأسنان على شكل فوسفات. تتكون الهياكل العظمية لمعظم مجموعات اللافقاريات (الإسفنج، والزوائد اللحمية المرجانية، والرخويات، وما إلى ذلك) من أشكال مختلفة من كربونات الكالسيوم (الجير). وتشارك أيونات الكالسيوم في عمليات تخثر الدم، وكذلك في ضمان الضغط الأسموزي المستمر للدم. تعمل أيونات الكالسيوم أيضًا كأحد الرسل الثاني العالمي وتنظم مجموعة متنوعة من العمليات داخل الخلايا - تقلص العضلات، خروج الخلايا، بما في ذلك إفراز الهرمونات والناقلات العصبية، وما إلى ذلك. يبلغ تركيز الكالسيوم في السيتوبلازم في الخلايا البشرية حوالي 10−7 مول، في السوائل بين الخلايا حوالي 10−3 مول.

تعتمد متطلبات الكالسيوم على العمر. بالنسبة للبالغين، تتراوح الجرعة اليومية المطلوبة من 800 إلى 1000 مليجرام، وللأطفال من 600 إلى 900 مليجرام، وهو أمر مهم جدًا للأطفال بسبب النمو المكثف للهيكل العظمي. معظم الكالسيوم الذي يدخل جسم الإنسان مع الطعام يوجد في منتجات الألبان؛ أما باقي الكالسيوم فيأتي من اللحوم والأسماك وبعضها المنتجات العشبية(البقوليات تحتوي على الكثير بشكل خاص). يحدث الامتصاص في كل من الأمعاء الغليظة والدقيقة ويتم تسهيله من خلال البيئة الحمضية وفيتامين د وفيتامين ج واللاكتوز والأحماض الدهنية غير المشبعة. دور المغنيسيوم في استقلاب الكالسيوم مهم؛ فمع نقصه، يتم "غسل" الكالسيوم من العظام وترسب في الكلى (حصوات الكلى) والعضلات.

يتداخل الأسبرين وحمض الأكساليك ومشتقات الإستروجين مع امتصاص الكالسيوم. عند دمجه مع حمض الأكساليك، ينتج الكالسيوم مركبات غير قابلة للذوبان في الماء والتي تشكل مكونات حصوات الكلى.

نظرا للعدد الكبير من العمليات المرتبطة به، يتم تنظيم محتوى الكالسيوم في الدم بدقة، ومتى التغذية السليمةليس هناك نقص. الغياب المطول عن النظام الغذائي يمكن أن يسبب تشنجات وآلام المفاصل والنعاس وعيوب النمو والإمساك. يؤدي النقص الأعمق إلى تشنجات العضلات المستمرة وهشاشة العظام. تعاطي القهوة والكحول يمكن أن يسبب نقص الكالسيوم، حيث يتم إفراز جزء منه في البول.

الجرعات المفرطة من الكالسيوم وفيتامين د يمكن أن تسبب فرط كالسيوم الدم، يليه تكلس شديد في العظام والأنسجة (يؤثر بشكل رئيسي على الجهاز البولي). الفائض على المدى الطويل يعطل عمل الأنسجة العضلية والأعصاب، ويزيد من تخثر الدم ويقلل من امتصاص خلايا العظام للزنك. الحد الأقصى للجرعة اليومية الآمنة للبالغين هي 1500 إلى 1800 ملليجرام.

النساء الحوامل والمرضعات – من 1500 إلى 2000 ملغ.

تعريف

الكالسيوم- العنصر العشرون من الجدول الدوري . التعيين - Ca من الكلمة اللاتينية "الكالسيوم". يقع في الفترة الرابعة، المجموعة IIA. يشير إلى المعادن. الشحنة الأساسية هي 20.

الكالسيوم هو أحد العناصر الأكثر شيوعًا في الطبيعة. تحتوي القشرة الأرضية على حوالي 3% (بالوزن). ويوجد في العديد من رواسب الحجر الجيري والطباشير، وكذلك الرخام، وهي أصناف طبيعية من كربونات الكالسيوم CaCO 3 . في كميات كبيرةتم العثور أيضًا على الجبس CaSO 4 × 2H 2 O والفوسفوريت Ca 3 (PO 4) 2 وأخيراً السيليكات المختلفة المحتوية على الكالسيوم.

في شكل مادة بسيطة، يكون الكالسيوم معدنًا أبيض اللون، صلبًا إلى حد ما (الشكل 1). في الهواء، يتم تغطيته بسرعة بطبقة من الأكسيد، وعند تسخينه يحترق بلهب محمر مشرق. مع ماء بارديتفاعل الكالسيوم ببطء نسبيا، ولكن الماء الساخنيزيح الهيدروجين بسرعة ويشكل الهيدروكسيد.

أرز. 1. الكالسيوم. مظهر.

الكتلة الذرية والجزيئية للكالسيوم

الكتلة الجزيئية النسبية لمادة (M r) هي رقم يوضح عدد المرات التي تكون فيها كتلة جزيء معين أكبر من 1/12 كتلة ذرة الكربون، والكتلة الذرية النسبية لعنصر (A r) هي كم مرة يكون متوسط ​​كتلة ذرات العنصر الكيميائي أكبر من 1/12 كتلة ذرة الكربون.

نظرًا لوجود الكالسيوم في الحالة الحرة على شكل جزيئات Ca أحادية الذرة، فإن قيم كتلته الذرية والجزيئية تتطابق. وهي تساوي 40.078.

نظائر الكالسيوم

من المعروف أنه يمكن العثور على الكالسيوم في الطبيعة على شكل أربعة نظائر مستقرة هي 40 Ca و42 Ca و43 Ca و44 Ca و46 Ca و48 Ca، مع غلبة واضحة لنظير 40 Ca (99.97%). الأعداد الكتلية لها هي 40، 42، 43، 44، 46، 48 على التوالي. تحتوي نواة ذرة نظير الكالسيوم 40 Ca على عشرين بروتونًا وعشرين نيوترونًا، ولا تختلف عنها النظائر المتبقية إلا في عدد النيوترونات.

هناك نظائر اصطناعية للكالسيوم ذات أعداد كتلية من 34 إلى 57، وأكثرها استقرارًا هو 41 Ca مع عمر نصف يبلغ 102 ألف سنة.

أيونات الكالسيوم

في الخارج مستوى الطاقةتحتوي ذرة الكالسيوم على إلكترونين، وهما تكافؤ:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 .

ونتيجة للتفاعل الكيميائي، يتخلى الكالسيوم عن إلكترونات التكافؤ، أي. هو المتبرع بها، ويتحول إلى أيون موجب الشحنة:

كا 0 -2e → كا 2+ .

جزيء الكالسيوم وذرة

في الحالة الحرة، يوجد الكالسيوم على شكل جزيئات Ca أحادية الذرة. فيما يلي بعض الخصائص التي تميز ذرة وجزيء الكالسيوم:

سبائك الكالسيوم

يعمل الكالسيوم كعنصر صناعة السبائك في بعض سبائك الرصاص.

أمثلة على حل المشكلات

مثال 1

يمارس

اكتب معادلات التفاعل التي يمكن استخدامها لإجراء التحويلات التالية: Ca → Ca(OH) 2 → CaCO 3 → Ca(HCO 3) 2.

إجابة

عن طريق إذابة الكالسيوم في الماء، يمكنك الحصول على محلول غائم من مركب يعرف باسم "حليب الجير" - هيدروكسيد الكالسيوم: Ca+ 2H 2 O→ Ca(OH) 2 + H 2. وبتمرير ثاني أكسيد الكربون في محلول هيدروكسيد الكالسيوم نحصل على كربونات الكالسيوم: 2Ca(OH) 2 + CO 2 → CaCO 3 + H 2 O. وبإضافة الماء إلى كربونات الكالسيوم والاستمرار في تمرير ثاني أكسيد الكربون عبر هذا الخليط نحصل على بيكربونات الكالسيوم: كربونات الكالسيوم 3 + H2O + CO2 → Ca(HCO 3) 2.