Caracterizarea calciului. proprietățile calciului. Formula de calciu

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 05:39

Printre toate elementele sistemului periodic, există câteva dintre ele, fără de care nu numai că este posibil să se dezvolte diverse boli la organismele vii, dar este în general imposibil să trăiești și să crești normal. Unul dintre acestea este calciul.

Este interesant că atunci când vine vorba de acest metal, ca simplă substanță, nu are nici un beneficiu pentru o persoană, nici măcar rău. Cu toate acestea, trebuie doar să menționăm ionii Ca²⁺, deoarece imediat există o masă de puncte care le caracterizează importanța.

Poziția calciului în tabelul periodic

Caracterizarea calciului, ca orice alt element, începe cu o indicare a poziției sale în sistemul periodic. La urma urmei, face posibil să înveți multe despre acest atom:

• taxă de bază;
• număr de electroni și protoni, neutroni;
• stare de oxidare, mai mare și mai mică;
• configurație electronică și alte lucruri importante.

Elementul pe care îl luăm în considerare este situat în a patra mare perioadă a celui de-al doilea grup, subgrupul principal și are numărul de serie 20. De asemenea, tabelul periodic chimic arată greutatea atomică a calciului - 40,08, care este media valoarea izotopilor existenți ai acesteiaatom.

Starea de oxidare este una, întotdeauna constantă, egală cu +2. Formula oxidului superior CaO. Numele latin al elementului este calciu, de unde simbolul atomului Ca.

Caracterizarea calciului ca substanță simplă

În condiții normale, acest element este un metal, alb argintiu. Formula calciului ca substanță simplă este Ca. Datorită activității sale chimice ridicate, este capabil să formeze mulți compuși aparținând unor clase diferite.

În stare solidă de agregare, nu este inclus în corpul uman, de aceea este important pentru nevoi industriale și tehnice (în principal sinteze chimice).

Este unul dintre cele mai comune metale în ceea ce privește ponderea în scoarța terestră, aproximativ 1,5%. Aparține grupului de pământuri alcalino-pământoase, deoarece atunci când este dizolvat în apă dă alcalii, dar în natură apare sub formă de multiple minerale și săruri. Mult calciu (400 mg/l) este inclus în apa de mare.

Zare cristalină

Caracteristica calciului se explică prin structura rețelei cristaline, care poate avea două tipuri (deoarece există o formă alfa și una beta):

• cubic centrat pe față;
• centrat pe volum.

Tipul de legătură din moleculă este metalic, la locurile rețelei, ca toate metalele, există ioni de atomi.

A fi în natură

Există mai multe substanțe de bază în natură care conțin acest element.

1. Apă de mare.
2. Roci și minerale.
3. Organisme vii (cochilii șiscoici, țesut osos și așa mai departe).
4. Ape subterane din scoarța terestră.

Următoarele tipuri de roci și minerale pot fi identificate ca surse naturale de calciu.

1. Dolomita este un amestec de carbonat de calciu și magneziu.
2. Fluorit - fluorură de calciu.
3. Gips - CaSO₄ 2H₂O.
4. Calcit - cretă, calcar, marmură - carbonat de calciu.
5. Alabastru - CaSO₄ 0,5H₂O.
6. Apatity.

În total, există aproximativ 350 de minerale și roci diferite care conțin calciu.

Metode de obținere

Nu a fost posibil să izolați metalul în formă liberă pentru o lungă perioadă de timp, deoarece activitatea sa chimică este mare, nu îl veți găsi în formă pură în natură. Prin urmare, până în secolul al XIX-lea (1808), elementul în cauză a fost un alt mister pe care l-a purtat tabelul periodic.

Calciul ca metal a fost capabil să sintetizeze chimistul englez Humphrey Davy. El a fost primul care a descoperit caracteristicile interacțiunii topituri ale mineralelor solide și sărurilor cu curentul electric. Până în prezent, cel mai relevant mod de a obține acest metal este electroliza sărurilor sale, cum ar fi:

• un amestec de cloruri de calciu și potasiu;
• amestec de fluor și clorură de calciu.

Este posibil, de asemenea, să se extragă calciu din oxidul său folosind metoda aluminotermă comună în metalurgie.

Proprietăți fizice

Caracterizarea calciului din punct de vedere al parametrilor fizici poate fi descrisă în mai multe puncte.

1. Starea agregată este solidă în condiții normale.
2. Punctul de topire - 842 ⁰C.
3. Metalul este moale, poate fi tăiat cu un cuțit.
4. Culoare - alb argintiu, strălucitor.
5. Are proprietăți conductoare și termice bune.
6. Când este încălzit mult timp, se transformă în stare lichidă, apoi în stare de vapori, pierzându-și proprietățile metalice. Punct de fierbere 1484 ⁰C.

Proprietățile fizice ale calciului au o caracteristică. Când se aplică presiune asupra unui metal, la un moment dat, acesta își pierde proprietățile metalice și capacitatea de a conduce electricitatea. Cu toate acestea, odată cu o creștere suplimentară a expunerii, este restaurat din nou și se manifestă ca un supraconductor, de câteva ori mai mare decât restul elementelor din acești indicatori.

Proprietăți chimice

Activitatea acestui metal este foarte mare. Prin urmare, există multe interacțiuni în care intră calciul. Reacțiile cu toate nemetalele sunt comune pentru el, deoarece ca agent reducător este foarte puternic.

1. În condiții normale reacționează cu ușurință pentru a forma compușii binari corespunzători cu: halogeni, oxigen.
2. La încălzire: hidrogen, azot, carbon, siliciu, fosfor, bor, sulf și altele.
3. În aer liber, interacționează imediat cu dioxidul de carbon și oxigenul, prin urmare devine acoperit cu un strat gri.
4. Reacționează violent cu acizii, uneori inflamabil.

Proprietăți interesante ale calciului apar atunci când vine vorba dedespre aceasta în compoziția sărurilor. Așadar, frumoasele stalactite și stalagmite din peșteră care cresc pe tavan și pe pereți nu sunt altceva decât carbonat de calciu, format în timp din apă, dioxid de carbon și bicarbonat sub influența proceselor din interiorul apei subterane.

Avand in vedere cat de activ este metalul in starea sa normala, acesta este depozitat in laboratoare, precum cele alcaline. Într-un recipient de sticlă închisă la culoare, cu un capac bine închis și sub un strat de kerosen sau parafină.

Reacția calitativă la ionul de calciu este culoarea flăcării într-o culoare frumoasă, bogată, roșu cărămidă. De asemenea, este posibil să se identifice un metal în compoziția compușilor prin precipitate insolubile ale unora dintre sărurile sale (carbonat de calciu, fluorură, sulfat, fosfat, silicat, sulfit).

Imbinari metalice

Tipurile de compuși metalici sunt următoarele:

• oxid;
• hidroxid;
• săruri de calciu (medii, acide, bazice, duble, complexe).

Oxidul de calciu este cunoscut sub numele de var nestins. CaO este folosit pentru a crea un material de construcție (var). Dacă stingi oxidul cu apă, obții hidroxidul corespunzător, care prezintă proprietățile alcaline.

Diferitele săruri de calciu, care sunt utilizate în diferite sectoare ale economiei, sunt de mare importanță practică. Ce fel de săruri există, am menționat deja mai sus. Iată exemple de tipuri ale acestor compuși.

1. Săruri medii - carbonat de CaCO₃, fosfat de Ca₃(PO₄) ₂ și altele.
2. Acid - hidrosulfat CaHSO₄.
3. De bază - bicarbonat(SaOH)₃PO₄.
4. Complex - [Ca (NH₃)₈] Cl_2.
5. Dublu - 5Ca(NU₃)₂NH₄NU 3_10H2_O.

Este sub formă de compuși din această clasă că calciul este important pentru sistemele biologice, deoarece sărurile sunt sursa de ioni pentru organism.

Rol biologic

Care este importanța calciului pentru corpul uman? Există mai multe motive.

1. Ionii acestui element fac parte din substanța intercelulară și fluidul tisular, participând la reglarea mecanismelor de excitare, producerea de hormoni și neurotransmițători.
2. Calciul se acumulează în oase, smalțul dinților într-o cantitate de aproximativ 2,5% din greutatea corporală totală. Acest lucru este destul de mult și joacă un rol important în întărirea acestor structuri, menținându-le rezistența și stabilitatea. Creșterea corpului fără ea este imposibilă.
3. Coagularea sângelui depinde și de ionii în cauză.
4. Face parte din mușchiul inimii, participând la excitația și contracția acestuia.
5. Este participant la procesele de exocitoză și alte modificări intracelulare.

Dacă cantitatea de calciu consumată nu este suficientă, atunci dezvoltarea unor boli precum:

• rahitism;
• osteoporoză;
• boli de sânge.

Norma zilnică pentru un adult este de 1000 mg, iar pentru copiii de la 9 ani 1300 mg. Pentru a preveni o supraabundență a acestui element în organism, doza indicată nu trebuie depășită. In caz contrarcaz, se poate dezvolta boala intestinală.

Pentru toate celel alte ființe vii, calciul nu este mai puțin important. De exemplu, multe nevertebrate, deși nu au un schelet, totuși, mijloacele externe de întărire sunt, de asemenea, formațiuni ale acestui metal. Printre acestea:

• crustacee;
• midii și stridii;
• bureți;
• polipi corali.

Toți poartă pe spate sau, în principiu, formează în procesul vieții un fel de schelet exterior care îi protejează de influențele externe și de prădători. Componenta sa principală este sărurile de calciu.

Vertebratele, ca și oamenii, au nevoie de acești ioni pentru creșterea și dezvoltarea normală și îi obțin din alimente.

Preparate care conțin calciu

Există multe opțiuni prin care este posibil să compensați elementul lipsă din corp. Cel mai bine, desigur, metodele naturale - produse care conțin atomul dorit. Cu toate acestea, dacă din anumite motive acest lucru este insuficient sau imposibil, calea medicală este de asemenea acceptabilă.

Deci, lista alimentelor care conțin calciu este cam așa:

• lactate și produse cu lapte acru;
• pește;
• verzi;
• cereale (hrișcă, orez, produse de patiserie din grâu integral);
• unele citrice (portocale, mandarine);
• legume;
• toate nucile (în special migdale și nuci).

Dacă sunteți alergic la unele produse sau nu le puteți folosi din alt motiv, atunci refaceți nivelul elementului dorit din organismpreparatele care conțin calciu vă vor ajuta.

Toate acestea sunt săruri ale acestui metal, care au capacitatea de a fi ușor absorbite de organism, absorbite rapid în sânge și intestine. Dintre acestea, următoarele sunt cele mai populare și utilizate.

1. Clorura de calciu - solutie injectabila sau administrare orala la adulti si copii. Diferă prin concentrația de sare din compoziție, este folosit pentru „injecții fierbinți”, deoarece provoacă tocmai o astfel de senzație atunci când este injectat. Sunt disponibile forme de suc de fructe pentru ușurința ingerării.
2. Gluconat de calciu. Disponibil sub formă de tablete (0,25 sau 0,5 g) și soluții pentru injectare intravenoasă. Adesea sub formă de tablete conține diverși aditivi pentru fructe.
3. Lactat de calciu - disponibil în tablete de 0,5 g