Характеристика на калция. свойства на калция. Калциева формула

2024 Автор: Angel Austin | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 05:17

Измежду всички елементи на периодичната система има няколко от тях, без които не само е възможно да се развиват различни заболявания в живите организми, но като цяло е невъзможно да се живее и расте нормално. Един от тях е калций.

Интересно е, че когато става дума за този метал, като проста субстанция, той не носи никаква полза за човек, дори вреда. Трябва обаче само да споменем йоните Ca²⁺, тъй като веднага има маса точки, характеризиращи тяхното значение.

Позиция на калция в периодичната таблица

Характеризирането на калция, като всеки друг елемент, започва с индикация на неговата позиция в периодичната система. В крайна сметка, това дава възможност да научите много за този атом:

• основно зареждане;
• брой електрони и протони, неутрони;
• окислително състояние, по-високо и по-ниско;
• електронна конфигурация и други важни неща.

Елементът, който разглеждаме, се намира в четвъртия голям период от втората група, основната подгрупа и има сериен номер 20. Също така, химическата периодична таблица показва атомното тегло на калция - 40,08, което е средното стойността на съществуващите изотопи на товаатом.

Състоянието на окисление е едно, винаги постоянно, равно на +2. Формулата на висшия оксид CaO. Латинското наименование на елемента е калций, оттук и символът за атома Ca.

Характеризиране на калция като просто вещество

При нормални условия този елемент е метал, сребристо бял. Формулата на калция като просто вещество е Ca. Поради високата си химическа активност, той е в състояние да образува много съединения, принадлежащи към различни класове.

В твърдо агрегатно състояние той не се включва в човешкото тяло, поради което е важен за промишлени и технически нужди (главно химически синтез).

е един от най-разпространените метали по отношение на дела в земната кора, около 1,5%. Принадлежи към групата на алкалоземите, тъй като при разтваряне във вода дава алкали, но в природата се среща под формата на множество минерали и соли. В морската вода се съдържа много калций (400 mg/l).

Кристална решетка

Характеристиката на калция се обяснява със структурата на кристалната решетка, която може да има два вида (тъй като има алфа и бета форма):

• кубичен лицево-центричен;
• центрично на обема.

Видът на връзката в молекулата е метален, в местата на решетката, като всички метали, има атомни йони.

Да бъдеш сред природата

В природата има няколко основни вещества, които съдържат този елемент.

1. Морска вода.
2. Скали и минерали.
3. Живи организми (черупки ичерупки, костна тъкан и т.н.).
4. Подземните води в земната кора.

Следните видове скали и минерали могат да бъдат идентифицирани като естествени източници на калций.

1. Доломитът е смес от калций и магнезиев карбонат.
2. Флуорит - калциев флуорид.
3. Гипс - CaSO₄ 2H₂O.
4. Калцит - креда, варовик, мрамор - калциев карбонат.
5. Алабастър - CaSO₄ 0.5H₂O.
6. Апатити.

Общо има около 350 различни минерала и скали, които съдържат калций.

Методи за получаване

Не беше възможно да се изолира металът в свободна форма за дълго време, тъй като химическата му активност е висока, няма да го намерите в чист вид в природата. Следователно до 19-ти век (1808 г.) въпросният елемент е друга мистерия, която периодичната таблица носи.

Калцият като метал успя да синтезира английският химик Хъмфри Дейви. Именно той за първи път открива особеностите на взаимодействието на стопилки на твърди минерали и соли с електрически ток. Към днешна дата все още най-подходящият начин за получаване на този метал е електролизата на неговите соли, като:

• смес от калциев и калиев хлорид;
• смес от флуорид и калциев хлорид.

Възможно е също така да се извлече калций от неговия оксид с помощта на алуминотермичния метод, разпространен в металургията.

Физически свойства

Характеризирането на калция по отношение на физическите параметри може да бъде описано в няколко точки.

1. Агрегатното състояние е твърдо при нормални условия.
2. Точка на топене - 842 ⁰C.
3. Металът е мек, може да се реже с нож.
4. Цвят - сребристо бял, лъскав.
5. Има добри проводими и топлинни свойства.
6. При продължително нагряване се превръща в течно, след това в парно състояние, губейки своите метални свойства. Точка на кипене 1484 ⁰C.

Физичните свойства на калция имат една особеност. Когато се приложи налягане върху метал, в даден момент той губи своите метални свойства и способност да провежда електричество. Въпреки това, с по-нататъшно увеличаване на експозицията, тя се възстановява отново и се проявява като свръхпроводник, няколко пъти по-висок от останалите елементи в тези показатели.

Химически свойства

Активността на този метал е много висока. Следователно има много взаимодействия, в които калцият влиза. Реакциите с всички неметали са общи за него, защото като редуциращ агент е много силен.

1. При нормални условия лесно реагира за образуване на съответните бинарни съединения с: халогени, кислород.
2. При нагряване: водород, азот, въглерод, силиций, фосфор, бор, сяра и други.
3. На открито той незабавно взаимодейства с въглероден диоксид и кислород, поради което се покрива със сиво покритие.
4. Реагира бурно с киселини, понякога запалими.

Интересните свойства на калция се появяват, когато става въпрос заза това в състава на солите. И така, красивите пещерни сталактити и сталагмити, които растат по тавана и стените, не са нищо повече от калциев карбонат, образуван с течение на времето от вода, въглероден диоксид и бикарбонат под въздействието на процеси в подземните води.

Като се има предвид колко активен е металът в нормалното си състояние, той се съхранява в лаборатории, като алкалните. В тъмен стъклен съд, с плътно затворен капак и под слой керосин или парафин.

Качествената реакция към калциевия йон е цветът на пламъка в красив, наситен тухлено-червен цвят. Възможно е също така да се идентифицира метал в състава на съединенията чрез неразтворими утайки на някои от неговите соли (калциев карбонат, флуорид, сулфат, фосфат, силикат, сулфит).

Метални съединения

Видовете метални съединения са както следва:

• оксид;
• хидроксид;
• калциеви соли (средни, киселинни, основни, двойни, комплексни).

Калциевият оксид е известен като негасена вар. CaO се използва за създаване на строителен материал (вар). Ако гасите оксида с вода, получавате съответния хидроксид, който проявява свойствата на алкали.

Различните калциеви соли, които се използват в различни сектори на икономиката, са от голямо практическо значение. Какви видове соли съществуват, вече споменахме по-горе. Ето примери за видовете тези съединения.

1. Средни соли - карбонат CaCO₃, фосфат Ca₃(PO₄) ₂ и други.
2. Киселинно - хидросулфат CaHSO₄.
3. Basic - бикарбонат(SaOH)₃PO₄.
4. Комплекс - [Ca (NH₃)₈] Cl_2.
5. Двойно - 5Ca(NO₃)₂NH₄NO 3_10H2_O.

Калцият под формата на съединения от този клас е важен за биологичните системи, тъй като солите са източник на йони за тялото.

Биологична роля

Какво е значението на калция за човешкото тяло? Има няколко причини.

1. Именно йоните на този елемент са част от междуклетъчното вещество и тъканната течност, участващи в регулирането на механизмите на възбуждане, производството на хормони и невротрансмитери.
2. Калцият се натрупва в костите, зъбния емайл в количество от около 2,5% от общото телесно тегло. Това е доста и играе важна роля за укрепване на тези структури, поддържане на тяхната здравина и стабилност. Растежът на тялото без него е невъзможен.
3. Съсирването на кръвта зависи и от въпросните йони.
4. Тя е част от сърдечния мускул, участва в неговото възбуждане и свиване.
5. Участник е в процесите на екзоцитоза и други вътреклетъчни промени.

Ако количеството на консумирания калций не е достатъчно, тогава развитието на заболявания като:

• рахит;
• остеопороза;
• кръвни заболявания.

Дневната норма за възрастен е 1000 mg, а за деца от 9 години 1300 mg. За да се предотврати излишъкът от този елемент в организма, посочената доза не трябва да се превишава. В противен случайслучай може да се развие чревно заболяване.

За всички останали живи същества калцият е не по-малко важен. Например, много безгръбначни, въпреки че нямат скелет, външните средства за укрепването им също са образувания от този метал. Сред тях:

• черупчести;
• миди и стриди;
• гъби;
• коралови полипи.

Всички те носят на гърба си или по принцип образуват в процеса на живот някакъв външен скелет, който ги предпазва от външни влияния и хищници. Основният му компонент са калциеви соли.

Гръбначните животни, като хората, се нуждаят от тези йони за нормален растеж и развитие и ги получават с храна.

Препарати, съдържащи калций

Има много опции, чрез които е възможно да се компенсира липсващия елемент в тялото. Най-доброто от всичко, разбира се, естествените методи - продукти, съдържащи желания атом. Въпреки това, ако по някаква причина това е недостатъчно или невъзможно, медицинският път също е приемлив.

И така, списъкът с храни, съдържащи калций, е нещо подобно:

• млечни и кисело-млечни продукти;
• риба;
• зелени;
• зърнени храни (елда, ориз, пълнозърнести сладкиши);
• някои цитрусови плодове (портокали, мандарини);
• бобови растения;
• всички ядки (особено бадеми и орехи).

Ако сте алергични към някои продукти или не можете да ги използвате по друга причина, тогава попълнете нивото на желания елемент в тялотопрепарати, съдържащи калций, ще помогнат.

Всички те са соли на този метал, които имат способността лесно да се усвояват от тялото, бързо да се абсорбират в кръвта и червата. Сред тях, следните са най-популярните и използвани.

1. Калциев хлорид - разтвор за инжекции или перорално приложение при възрастни и деца. Различава се по концентрацията на сол в състава, използва се за "горещи инжекции", защото предизвиква точно такова усещане при инжектиране. Предлагат се форми за плодов сок за по-лесно поглъщане.
2. Калциев глюконат. Предлага се под формата на таблетки (0,25 или 0,5 g) и разтвори за интравенозно инжектиране. Често под формата на таблетки съдържа различни плодови добавки.
3. Калциев лактат - предлага се в таблетки от 0,5 g