Katsiumi iseloomustus. k altsiumi omadused. K altsiumi valem

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 05:24

Perioodilise süsteemi kõigi elementide hulgas on neid mitmeid, ilma milleta pole elusorganismides võimalik mitte ainult välja areneda mitmesuguseid haigusi, vaid üldiselt on võimatu normaalselt elada ja kasvada. Üks neist on k altsium.

Huvitav on see, et kui rääkida sellest metallist kui lihtsast ainest, siis sellest pole inimesele mingit kasu, isegi kahju. Siiski tuleb mainida ainult ioone Ca²⁺, kuna kohe on nende tähtsust iseloomustav punktide mass.

Katsiumi positsioon perioodilises tabelis

K altsiumi, nagu iga teise elemendi, iseloomustamine algab selle positsiooni näitamisega perioodilises süsteemis. Lõppude lõpuks võimaldab see selle aatomi kohta palju õppida:

• põhitasu;
• elektronide ja prootonite arv, neutronid;
• oksüdatsiooniaste, kõrgem ja madalam;
• elektrooniline konfiguratsioon ja muud olulised asjad.

Element, mida me kaalume, asub teise rühma, peamise alarühma, neljandas suures perioodis ja selle seerianumber on 20. Samuti näitab keemiline perioodilisustabel k altsiumi aatommassi - 40,08, mis on keskmine. selle olemasolevate isotoopide väärtusaatom.

Oksüdatsiooniaste on üks, alati konstantne, võrdne +2-ga. Kõrgema oksiidi CaO valem. Elemendi ladinakeelne nimetus on k altsium, seega ka aatomi sümbol Ca.

Katsiumi kui lihtaine iseloomustus

Tavatingimustes on see element hõbevalge metall. K altsiumi kui lihtaine valem on Ca. Tänu oma kõrgele keemilisele aktiivsusele on see võimeline moodustama paljusid erinevatesse klassidesse kuuluvaid ühendeid.

Tahkes agregatsioonis ei sisaldu see inimkehas, seetõttu on see oluline tööstuslike ja tehniliste vajaduste jaoks (peamiselt keemiliseks sünteesiks).

Maakoore osakaalu poolest on üks levinumaid metalle, umbes 1,5%. See kuulub leelismuldmetallide rühma, kuna vees lahustatuna annab leeliseid, kuid looduses esineb see mitmete mineraalide ja soolade kujul. Merevesi sisaldab palju k altsiumi (400 mg/l).

Kristallvõre

Katsiumi omadus on seletatav kristallvõre struktuuriga, mida sellel võib olla kahte tüüpi (kuna on alfa- ja beetavorm):

• kuubiku näokeskne;
• helikeskne.

Sideme tüüp molekulis on metalliline, võrekohtades, nagu kõigis metallides, on aatomioonid.

Looduses viibimine

Looduses on mitu põhiainet, mis sisaldavad seda elementi.

1. Merevesi.
2. Kivimid ja mineraalid.
3. Elusorganismid (kestad jakestad, luukude ja nii edasi).
4. Põhjavesi maapõues.

Järgmist tüüpi kivimeid ja mineraale saab tuvastada looduslike k altsiumiallikatena.

1. Dolomiit on k altsium- ja magneesiumkarbonaadi segu.
2. Fluoriit – k altsiumfluoriid.
3. Kips – CaSO₄ 2H₂O.
4. K altsiit – kriit, lubjakivi, marmor – k altsiumkarbonaat.
5. Alabaster – CaSO₄ 0,5H₂O.
6. Apatity.

Kokku on umbes 350 erinevat k altsiumi sisaldavat mineraali ja kivimit.

Saamismeetodid

Metalli ei olnud võimalik pikka aega vabal kujul isoleerida, kuna selle keemiline aktiivsus on kõrge, siis puhtal kujul seda loodusest ei leia. Seetõttu oli kõnealune element kuni 19. sajandini (1808) veel üks mõistatus, mida perioodilisustabel kandis.

K altsium metallina suutis sünteesida inglise keemiku Humphrey Davy. Just tema avastas esmakordselt tahkete mineraalide ja soolade sulamite ja elektrivoolu vastasmõju omadused. Siiani on kõige asjakohasem viis selle metalli saamiseks selle soolade elektrolüüs, näiteks:

• k altsium- ja kaaliumkloriidide segu;
• fluoriidi ja k altsiumkloriidi segu.

Ka k altsiumi on võimalik ekstraheerida selle oksiidist metallurgias levinud aluminotermilise meetodi abil.

Füüsikalised omadused

Katsiumi iseloomustamist füüsikaliste parameetrite järgi saab kirjeldada mitme punktiga.

1. Agregaatolek on tavatingimustes tahke.
2. Sulamistemperatuur - 842 ⁰C.
3. Metall on pehme, noaga lõigatav.
4. Värv – hõbevalge, läikiv.
5. Sellel on head juhtivus- ja soojusomadused.
6. Pikaajal kuumutamisel muutub see vedelikuks, seejärel auruks, kaotades oma metallilised omadused. Keemistemperatuur 1484 ⁰C.

Katsiumi füüsikalistel omadustel on üks omadus. Kui metallile avaldatakse survet, kaotab see mingil ajahetkel oma metallilised omadused ja elektrijuhtimise võime. Kuid särituse edasisel suurendamisel taastatakse see uuesti ja avaldub ülijuhina, mis on mitu korda kõrgem kui ülejäänud nende indikaatorite elemendid.

Keemilised omadused

Selle metalli aktiivsus on väga kõrge. Seetõttu on k altsiumi sisenemisel palju koostoimeid. Reaktsioonid kõigi mittemetallidega on tema jaoks tavalised, sest redutseerijana on ta väga tugev.

1. Tavalistes tingimustes reageerib kergesti vastavate kahekomponentsete ühendite moodustamiseks: halogeenid, hapnik.
2. Kuumutamisel: vesinik, lämmastik, süsinik, räni, fosfor, boor, väävel ja teised.
3. Õues interakteerub see kohe süsihappegaasi ja hapnikuga, mistõttu kaetakse see halli kattega.
4. Reageerib äged alt hapetega, mõnikord tuleohtlik.

Katsiumi huvitavad omadused ilmnevad, kui tegemist onselle kohta soolade koostises. Niisiis, lael ja seintel kasvavad kaunid koobaste stalaktiidid ja stalagmiidid pole muud kui k altsiumkarbonaat, mis on aja jooksul tekkinud veest, süsihappegaasist ja vesinikkarbonaadist põhjavees toimuvate protsesside mõjul.

Arvestades, kui aktiivne metall oma tavaolekus on, hoitakse seda laborites nagu leeliselisi. Tumedas klaasanumas, tihed alt suletud kaanega ja petrooleumi või parafiinikihi all.

Kvalitatiivne reaktsioon k altsiumioonile on leegi värvus kauni, rikkaliku telliskivipunase värvusega. Samuti on võimalik metalli identifitseerida ühendite koostises mõne selle soola (k altsiumkarbonaat, fluoriid, sulfaat, fosfaat, silikaat, sulfit) lahustumatute sademete järgi.

Metalliigendid

Metalliühendite tüübid on järgmised:

• oksiid;
• hüdroksiid;
• k altsiumisoolad (keskmised, happelised, aluselised, topelt-, komplekssed).

K altsiumoksiidi tuntakse kustutamata lubjana. CaO kasutatakse ehitusmaterjali (lubi) valmistamiseks. Kui kustutate oksiidi veega, saate vastava hüdroksiidi, millel on leeliselised omadused.

Erinevad k altsiumisoolad, mida kasutatakse erinevates majandusharudes, omavad suurt praktilist tähtsust. Milliseid sooli on olemas, oleme juba eespool maininud. Siin on näited nende ühendite tüüpidest.

1. Keskmised soolad - karbonaat CaCO₃, fosfaat Ca₃(PO₄) ₂ ja teised.
2. Happe – hüdrosulfaat CaHSO₄.
3. Basic – vesinikkarbonaat(SaOH)₃PO₄.
4. Kompleks – [Ca (NH₃)₈] Cl_2.
5. Kahekordne – 5Ca(NO₃)₂NH₄NO 3_10H2_O.

Just selle klassi ühendite kujul on k altsium bioloogiliste süsteemide jaoks oluline, kuna soolad on keha ioonide allikaks.

Bioloogiline roll

Milline on k altsiumi tähtsus inimorganismile? Põhjuseid on mitu.

1. Selle elemendi ioonid on osa rakkudevahelisest ainest ja koevedelikust, osaledes ergastusmehhanismide reguleerimises, hormoonide ja neurotransmitterite tootmises.
2. K altsium koguneb luudesse, hambaemaili koguses umbes 2,5% kogu kehamassist. Seda on üsna palju ja see mängib olulist rolli nende struktuuride tugevdamisel, nende tugevuse ja stabiilsuse säilitamisel. Ilma selleta on keha kasv võimatu.
3. Vere hüübimine oleneb ka kõnealustest ioonidest.
4. See on osa südamelihasest, osaledes selle ergutamises ja kokkutõmbumises.
5. Osaleb eksotsütoosi ja muude rakusiseste muutuste protsessides.

Kui tarbitavast k altsiumi kogusest ei piisa, tekivad sellised haigused nagu:

• rahhiit;
• osteoporoos;
• verehaigused.

Päevane norm täiskasvanule on 1000 mg ja lastele alates 9. eluaastast 1300 mg. Selle elemendi ülekülluse vältimiseks kehas ei tohiks näidatud annust ületada. Muidujuhul võib tekkida soolehaigus.

Kõigi teiste elusolendite jaoks pole k altsium vähem oluline. Näiteks paljudel selgrootutel, kuigi neil pole luustikku, on selle metalli moodustised ka välised vahendid nende tugevdamiseks. Nende hulgas:

• karbid;
• karbid ja austrid;
• käsnad;
• korallpolüübid.

Kõik nad kannavad oma seljas või moodustavad põhimõtteliselt eluprotsessis mingisuguse välise skeleti, mis kaitseb välismõjude ja kiskjate eest. Selle põhikomponent on k altsiumisoolad.

Selgroogsed, nagu ka inimesed, vajavad neid ioone normaalseks kasvuks ja arenguks ning saavad neid toidust.

K altsiumi sisaldavad preparaadid

Kehas puuduva elemendi korvamiseks on palju võimalusi. Kõige parem on muidugi looduslikud meetodid - soovitud aatomit sisaldavad tooted. Kui see aga mingil põhjusel on ebapiisav või võimatu, on ka meditsiiniline tee vastuvõetav.

Niisiis on k altsiumi sisaldavate toitude loetelu umbes selline:

• piima- ja hapupiimatooted;
• kala;
• rohelised;
• teraviljad (tatar, riis, täistera nisuküpsetised);
• mõned tsitrusviljad (apelsinid, mandariinid);
• kaunviljad;
• kõik pähklid (eriti mandlid ja kreeka pähklid).

Kui olete mõne toote suhtes allergiline või te ei saa neid muul põhjusel kasutada, siis täiendage soovitud elemendi taset kehask altsiumi sisaldavad preparaadid aitavad.

Kõik need on selle metalli soolad, millel on omadus organismis kergesti omastada, kiiresti verre ja soolestikku imenduda. Nende hulgas on järgmised kõige populaarsemad ja kasutatud.

1. K altsiumkloriid – süstelahus või suukaudne manustamine täiskasvanutele ja lastele. See erineb soola kontsentratsiooni poolest koostises, seda kasutatakse "kuumade süstide jaoks", kuna see põhjustab süstimisel just sellise tunde. Neelamise hõlbustamiseks on saadaval puuviljamahla vormid.
2. K altsiumglükonaat. Saadaval tablettidena (0,25 või 0,5 g) ja lahustena intravenoosseks süstimiseks. Sageli tablettide kujul sisaldab erinevaid puuviljalisandeid.
3. K altsiumlaktaat – saadaval 0,5g tablettidena