Aşağıdakılardan hansı kalsiumla qarşılıqlı təsir göstərmir? Kalsium (kimyəvi element). Kalsiumun kimyəvi xassələri

Adın tarixi və mənşəyi

Elementin adı lat hərfindən gəlir. calx (genitiv vəziyyətdə calcis) - "əhəng", "yumşaq daş". 1808-ci ildə elektrolitik üsulla kalsium metalını təcrid edən ingilis kimyaçısı Humphry Davy tərəfindən təklif edilmişdir. Davy anod olan platin boşqabda yaş nəmlənmiş əhəng qarışığını elektroliz etdi. Katod kimi mayeyə batırılmış bir platin tel xidmət etdi. Elektroliz nəticəsində kalsium amalgam əldə edilmişdir. Civəni oradan uzaqlaşdıran Davy, kalsium adlı bir metal aldı.

izotoplar

Kalsium təbiətdə altı izotopun qarışığı şəklində olur: 40 Ca, 42 Ca, 43 Ca, 44 Ca, 46 Ca və 48 Ca, bunlardan ən çox yayılmışı - 40 Ca - 96,97% təşkil edir. Kalsium nüvələri sehrli sayda proton ehtiva edir: Z= 20. izotoplar 40
20 Ca20
və 48
20 Ca28
təbiətdə mövcud olan beş ikiqat sehrli nüvədən ikisidir.

Təbii olaraq mövcud olan altı kalsium izotopundan beşi sabitdir. Altıncı izotop 48Ca, altının ən ağırı və çox nadirdir (onun izotopik bolluğu cəmi 0,187%), yarımxaricolma dövrü (4,39 ± 0,58)⋅10 19 il olan ikiqat beta parçalanmasına məruz qalır.

Daşlarda və minerallarda

Yer qabığında güclü miqrasiya edən və müxtəlif geokimyəvi sistemlərdə toplanan kalsium 385 mineral (mineralların sayına görə dördüncü) əmələ gətirir.

Kalsiumun çox hissəsi müxtəlif süxurların (qranitlər, qneyslər və s.) silikat və alüminosilikatlarının tərkibində, xüsusən də feldispat - anortit Ca-da olur.

Kalsit CaCO 3 , anhidrit CaSO 4 , alebastr CaSO 4 0.5H 2 O və gips CaSO 4 2H 2 O, flüorit CaF 2 , apatit Ca 5 (PO 4) 3 (F, Cl, OH), dolomit MgCO 3 kimi kalsium mineralları CaCO 3. Təbii suda kalsium və maqnezium duzlarının olması onun sərtliyini müəyyən edir.

Əsasən kriptokristal kalsitdən ibarət olan çökmə qaya - əhəngdaşı (onun növlərindən biri təbaşirdir). Regional metamorfizmin təsiri altında əhəngdaşı mərmərə çevrilir.

Yer qabığında miqrasiya

Kalsiumun təbii miqrasiyasında, həll olunan bikarbonatın meydana gəlməsi ilə kalsium karbonatın su və karbon dioksid ilə qarşılıqlı təsirinin geri dönən reaksiyası ilə əlaqəli "karbonat tarazlığı" mühüm rol oynayır:

(karbon qazının konsentrasiyasından asılı olaraq tarazlıq sola və ya sağa sürüşür).

Biogen miqrasiya mühüm rol oynayır.

Biosferdə

Kalsium birləşmələri demək olar ki, bütün heyvan və bitki toxumalarında olur (aşağıya bax). Əhəmiyyətli miqdarda kalsium canlı orqanizmlərin bir hissəsidir. Beləliklə, hidroksiapatit Ca 5 (PO 4) 3 OH və ya başqa bir girişdə 3Ca 3 (PO 4) 2 Ca (OH) 2 - onurğalıların, o cümlədən insanların sümük toxumasının əsası; bir çox onurğasızların qabıqları və qabıqları, yumurta qabıqları və s. kalsium karbonat CaCO 3. İnsan və heyvanların canlı toxumalarında 1,4-2% Ca (kütləvi hissə ilə); 70 kq ağırlığında bir insan bədənində kalsiumun miqdarı təxminən 1,7 kq təşkil edir (əsasən sümük toxumasının hüceyrələrarası maddəsinin tərkibində).

Qəbz

Sərbəst metal kalsium CaCl 2 (75-80%) və KCl və ya CaCl 2 və CaF 2-dən ibarət ərimənin elektrolizi, həmçinin CaO-nun 1170-1200 ° C-də alüminotermik azaldılması yolu ilə əldə edilir. 4 C a O + 2 A l → C a A l 2 O 4 + 3 C a (\displaystyle (\mathsf (4CaO+2Al\sağarrow CaAl_(2)O_(4)+3Ca)))

Fiziki xüsusiyyətlər

Kalsium metalı iki allotropik modifikasiyada mövcuddur. 443 °C-ə qədər davamlıdır α-Ca kub üz mərkəzli qəfəs ilə (parametr a= 0,558 nm), daha yüksək sabitlik β-Ca tipli kub bədən mərkəzli qəfəslə α-Fe(parametr a= 0,448 nm). Standart entalpiya ∆ H 0 (\displaystyle \Delta H^(0)) keçid α → β 0,93 kJ/mol təşkil edir.

Təzyiqin tədricən artması ilə o, yarımkeçiricinin xüsusiyyətlərini göstərməyə başlayır, lakin sözün tam mənasında yarımkeçiriciyə çevrilmir (o da artıq metal deyil). Təzyiqin daha da artması ilə o, metal vəziyyətinə qayıdır və superkeçiricilik xüsusiyyətlərini nümayiş etdirməyə başlayır (süper keçiricilik temperaturu civənin temperaturundan altı dəfə yüksəkdir və keçiricilikdə bütün digər elementləri xeyli üstələyir). Kalsiumun unikal davranışı bir çox cəhətdən stronsiuma bənzəyir (yəni dövri sistemdəki paralellər qorunub saxlanılır).

Kimyəvi xassələri

Standart potensiallar silsiləsində kalsium hidrogenin solunda yerləşir. Ca 2+ / Ca 0 −2.84 V cütünün standart elektrod potensialı, beləliklə kalsium su ilə aktiv şəkildə reaksiya verir, lakin alovlanmadan:

Suda həll olunmuş kalsium bikarbonatın olması suyun müvəqqəti sərtliyini böyük ölçüdə müəyyən edir. Bu müvəqqəti adlanır, çünki su qaynadılan zaman bikarbonat parçalanır və CaCO 3 çökür. Bu fenomen, məsələn, zamanla çaydanda miqyas meydana gəlməsinə səbəb olur.

Ərizə

Kalsium metalının əsas istifadəsi metalların, xüsusən də nikel, mis və paslanmayan polad istehsalında azaldıcı agent kimidir. Kalsium və onun hidridindən xrom, torium və uran kimi çətin reduksiya olunan metalların istehsalı üçün də istifadə olunur. Kalsium-qurğuşun ərintiləri bəzi növ akkumulyatorlarda və podşipniklərin istehsalında istifadə olunur. Kalsium qranulları elektrovakuum cihazlarından hava izlərini çıxarmaq üçün də istifadə olunur. Saf metal kalsium nadir torpaq elementlərini əldə etmək üçün metallotermiyada geniş istifadə olunur.

Kalsium metallurgiyada poladın alüminiumla birlikdə və ya onunla birlikdə deoksidləşdirilməsi üçün geniş istifadə olunur. Kalsium tərkibli naqillərlə sobadankənar emal kalsiumun əridin fiziki-kimyəvi vəziyyətinə, metalın makro və mikro strukturuna, metal məmulatlarının keyfiyyətinə və xassələrinə multifaktorial təsiri səbəbindən aparıcı mövqe tutur. polad istehsalı texnologiyasının tərkib hissəsidir. Müasir metallurgiyada kalsiumu əriməyə daxil etmək üçün bir enjeksiyon teli istifadə olunur, bu, kalsium (bəzən silikokalsium və ya alüminium kalsium) polad qabıqda toz və ya preslənmiş metal şəklindədir. Deoksidləşmə (poladda həll olunmuş oksigenin çıxarılması) ilə yanaşı, kalsiumun istifadəsi təbiəti, tərkibi və forması baxımından əlverişli olan, sonrakı texnoloji əməliyyatlar zamanı dağılmayan qeyri-metal daxilolmaları əldə etməyə imkan verir.

48 Ca izotopu superağır elementlərin istehsalı və dövri sistemdə yeni elementlərin kəşfi üçün ən təsirli və faydalı materiallardan biridir. Bu, kalsium-48-in ikiqat sehrli nüvə olması ilə əlaqədardır, ona görə də onun sabitliyi yüngül nüvə üçün kifayət qədər neytronla zəngin olmağa imkan verir; super ağır nüvələrin sintezi üçün artıq neytron tələb olunur.

Bioloji rol

Qanda kalsiumun konsentrasiyası çox sayda həyati proseslər üçün əhəmiyyətinə görə dəqiq tənzimlənir və düzgün bəslənmə və az yağlı süd məhsulları və D vitamininin kifayət qədər qəbulu ilə çatışmazlıq yaranmır. Qidada uzun müddət kalsium və/və ya D vitamini çatışmazlığı osteoporoz riskinin artmasına gətirib çıxarır və körpəlikdə raxit xəstəliyinə səbəb olur.

Qeydlər

1. Brinell sərtliyi 200-300 MPa
2. Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Qlenda O'Connor, Tomas Walczyk, Shige Yoneda, Siang-Kun Zhu. Elementlərin atom çəkiləri 2011 (IUPAC Texniki Hesabatı) // Saf və Tətbiqi Kimya. - 2013. - Cild. 85, yox. 5 . - S. 1047-1078. - DOI:10.1351/PAC-REP-13-03-02 .
3. Redaksiya heyəti: Knunyants I. L. (baş redaktor). Kimya Ensiklopediyası: 5 cilddə.- Moskva: Sovet Ensiklopediyası, 1990. - T. 2. - S. 293. - 671 s. - 100.000 nüsxə.
4. Riley J.P. və Skirrow G. Kimyəvi Okeanoqrafiya V. 1, 1965.
5. Pritychenko B.İkiqat beta çürüməsinin qiymətləndirilmiş yarım ömrünün sistematikası // Nüvə məlumat vərəqləri. - 2014. - İyun (cild 120). - S. 102-105. - ISSN 0090-3752. - DOI:10.1016/j.nds.2014.07.018 .[düzəltmək]
6. Pritychenko B. Qəbul edilmiş İkiqat Beta (ββ) Çürümə Dəyərlərinin Siyahısı (qeyri-müəyyən) . Milli Nüvə Məlumat Mərkəzi, Brookhaven Milli Laboratoriyası. 6 dekabr 2015-ci ildə alınıb.
7. Kimyaçının kitabçası / Redaksiya heyəti: Nikolsky B.P. və başqaları - 2-ci nəşr, düzəliş. - M.-L.: Kimya, 1966. - T. 1. - 1072 s.
8. Qəzet. Az: Təzyiq altında olan elementlər
9. Kalsium // Böyük Sovet Ensiklopediyası: [30 cilddə] / ç. red. A. M. Proxorov. - 3-cü nəşr. - M.: Sovet Ensiklopediyası, 1969-1978.
10. Dyudkin D.A., Kisilenko V.V. Mürəkkəb doldurucu SK40 (rus.) ilə axıcı nüvəli məftildən kalsiumun mənimsənilməsinə müxtəlif amillərin təsiri // Elektrometallurgiya: jurnal. - 2009. - May (No5). - S. 2-6.
11. Mixaylov G. G., Chernova L. A. Poladın kalsium və alüminium ilə deoksidləşməsi proseslərinin termodinamik təhlili (rus) // Elektrometallurgiya: jurnal. - 2008. - Mart (No3). - S. 6-8.
12. Nüvənin qabıq modeli
13. Tibb İnstitutu (ABŞ) Vitamin D və Kalsium üçün Pəhriz İstinad Qəbullarını Nəzərdən keçirmək Komitəsi; Ross AC, Taylor CL, Yaktine AL, Del Valle HB, redaktorlar (2011).

kalsium- 4-cü dövrün elementi və Dövri Sistemin PA qrupu, seriya nömrəsi 20. Atomun elektron formulu [ 18 Ar] 4s 2, oksidləşmə vəziyyəti +2 və 0. Qələvi torpaq metallarına aiddir. Aşağı elektronmənfiliyə malikdir (1.04), metal (əsas) xassələri nümayiş etdirir. Çoxlu duzlar və ikili birləşmələr əmələ gətirir (kation kimi). Bir çox kalsium duzları suda az həll olunur. Təbiətdə - altıncı kimyəvi bolluq baxımından element (metallar arasında üçüncü) bağlı formadadır. Bütün orqanizmlər üçün həyati vacib element.Torpaqda kalsium çatışmazlığı əhəng gübrələri (CaCO 3 , CaO, kalsium siyanamid CaCN 2 və s.) tətbiqi ilə doldurulur. Kalsium, kalsium kationu və onun birləşmələri qaz ocağının alovunu tünd narıncı rəngdə rəngləndirir ( keyfiyyət aşkarlanması).

Kalsium Ca

Gümüş-ağ metal, yumşaq, çevik. Rütubətli havada o, qaralır və CaO və Ca(OH) 2 filmi ilə örtülür. Çox reaktivdir; havada qızdırıldıqda alovlanır, hidrogen, xlor, kükürd və qrafitlə reaksiya verir:

Digər metalları oksidlərindən azaldır (sənaye baxımından əhəmiyyətli bir üsul kalsiumtermiya):

Qəbz içində kalsium sənaye:

Kalsium yüngül və antifriksion ərintilərin tərkib hissəsi kimi metal ərintilərindən qeyri-metal çirkləri çıxarmaq, nadir metalları oksidlərindən təcrid etmək üçün istifadə olunur.

Kalsium oksidi CaO

əsas oksid. Texniki adı sönməmiş əhəngdir. Ağ, yüksək hiqroskopik. Ca 2+ O 2- ion quruluşuna malikdir. Odadavamlı, termal cəhətdən dayanıqlıdır, alışdıqda uçucudur. Havadan nəm və karbon qazını udur. Su ilə güclü reaksiya verir (yüksək ekzo- təsiri), güclü qələvi məhlul əmələ gətirir (hidroksidin çökməsi mümkündür), proses əhəng söndürmə adlanır. Turşular, metal və qeyri-metal oksidləri ilə reaksiya verir. Digər kalsium birləşmələrinin sintezində, Ca(OH) 2, CaC 2 və mineral gübrələrin istehsalında, metallurgiyada flux, üzvi sintezdə katalizator, tikintidə bağlayıcıların komponenti kimi istifadə olunur.

Ən vacib reaksiyaların tənlikləri:

Qəbz CaO sənayedə– əhəngdaşı qovurma (900-1200 °С):

CaCO3 = CaO + CO2

Kalsium hidroksid Ca(OH) 2

əsas hidroksid. Texniki adı söndürülmüş əhəngdir. Ağ, hiqroskopik. Ca 2+ (OH -) 2 ion quruluşuna malikdir. Orta istilikdə parçalanır. Havadan nəm və karbon qazını udur. Soyuq suda bir qədər həll olunur (qələvi məhlul əmələ gəlir), hətta qaynar suda daha az həll olunur. Şəffaf bir məhlul (əhəng suyu) hidroksid çöküntüsü səbəbindən tez buludlu olur (süspansiyon əhəng südü adlanır). Ca 2+ ionuna keyfiyyətli reaksiya, karbon qazının CaCO 3 çöküntüsünün görünüşü ilə əhəng suyundan keçməsi və məhlula keçməsidir. Turşular və turşu oksidləri ilə reaksiya verir, ion mübadiləsi reaksiyalarına girir. Şüşə, ağardıcı əhəng, əhəng mineral gübrələrinin istehsalında, sodanın kaustikləşdirilməsi və şirin suyun yumşaldılması üçün, həmçinin əhəng məhlullarının - pasta kimi qarışıqların (qum + söndürülmüş əhəng + su) hazırlanmasında istifadə olunur, bağlayıcı kimi xidmət edir. daş və kərpic işləri, divarların bitirilməsi (suvaq) və digər tikinti məqsədləri. Belə məhlulların sərtləşməsi ("tutma") havadan karbon qazının udulması ilə əlaqədardır.

kalsium(Kalsium), Ca, Mendeleyev dövri sisteminin II qrupunun kimyəvi elementi, atom nömrəsi 20, atom kütləsi 40,08; gümüşü-ağ yüngül metal. Təbii element altı sabit izotopun qarışığıdır: 40 Ca, 42 Ca, 43 Ca, 44 Ca, 46 Ca və 48 Ca, bunlardan 40 Ca ən çox yayılmışdır (96,97%).

Ca birləşmələri - əhəngdaşı, mərmər, gips (eləcə də əhəng - yanan əhəngdaşı məhsulu) qədim zamanlardan tikintidə istifadə edilmişdir. 18-ci əsrin sonlarına qədər kimyaçılar əhəngi sadə bir maddə hesab edirdilər. 1789-cu ildə A.Lavoisier əhəng, maqnezium, barit, alüminium oksidi və silisiumun mürəkkəb maddələr olduğunu irəli sürdü. 1808-ci ildə G. Davy yaş sönmüş əhəng ilə civə oksidi qarışığını civə katodu ilə elektrolizə məruz qoyaraq Ca-nın amalgamını hazırladı və civəni oradan çıxardıqdan sonra “Kalsium” (latınca calx-dan) adlı metal əldə etdi. , cins case calcis - əhəng) .

Təbiətdə kalsiumun paylanması. Yer qabığında bolluğuna görə Ca 5-ci yeri tutur (O, Si, Al və Fe-dən sonra); tərkibi 2,96% çəki. Güclü miqrasiya edir və müxtəlif geokimyəvi sistemlərdə toplanır, 385 mineral əmələ gətirir (mineralların sayına görə 4-cü yer). Yerin mantiyasında Ca az, yəqin ki, Yerin nüvəsində daha azdır (dəmir meteoritlərdə 0,02%). Ca yer qabığının aşağı hissəsində üstünlük təşkil edir, əsas süxurlarda toplanır; Ca çox hissəsi feldispat - anortit Ca ilə əhatə olunmuşdur; əsas süxurlarda 6,72%, turşuda (qranitlərdə və s.) 1,58%. Ca-nın müstəsna dərəcədə kəskin differensasiyası biosferdə baş verir, əsasən "karbonat tarazlığı" ilə bağlıdır: karbon qazı CaCO 3 karbonatla qarşılıqlı əlaqədə olduqda, həll olunan bikarbonat Ca (HCO 3) 2 əmələ gəlir: CaCO 3 + H 2 O + CO 2 = Ca (HCO 3) 2 \u003d Ca 2+ + 2HCO 3-. Bu reaksiya geri çevrilir və Ca yenidən paylanmasının əsasını təşkil edir. Sularda yüksək miqdarda CO 2 olan Ca məhluldadır və az miqdarda CO 2 ilə mineral kalsit CaCO 3 çökür və güclü əhəngdaşı, təbaşir və mərmər yataqları əmələ gətirir.

Biogen miqrasiya Ca tarixində də böyük rol oynayır. Element-metallardan canlı maddədə Ca əsasdır. Tərkibində 10%-dən çox Ca (daha çox karbon) olan orqanizmlər məlumdur ki, skeletini Ca birləşmələrindən, əsasən CaCO 3-dən (əhəng yosunları, bir çox molyusklar, exinodermlər, mərcanlar, rizomlar və s.) əmələ gətirir. Dənizin skeletlərinin basdırılması ilə. Heyvanlar və bitkilər yerin dərinliklərinə qərq olan və minerallaşaraq müxtəlif növ mərməra çevrilən yosunların, mərcanların və digər əhəngdaşlarının böyük kütlələrinin yığılması ilə əlaqələndirilir.

Rütubətli iqlimi olan geniş ərazilər (meşə zonaları, tundra) Ca çatışmazlığı ilə xarakterizə olunur - burada torpaqdan asanlıqla yuyulur. Bu, torpağın münbitliyinin aşağı olması, ev heyvanlarının aşağı məhsuldarlığı, onların kiçik ölçüləri və çox vaxt sümük xəstəlikləri ilə əlaqələndirilir. Ona görə də torpaqların əhənglənməsi, ev heyvanlarının və quşların yemlənməsi və s. böyük əhəmiyyət kəsb edir.Əksinə CaCO 3 quru iqlimdə az həll olduğu üçün çöl və səhra landşaftları Ca ilə zəngindir. Gips CaSO 4 2H 2 O tez-tez şoranlıqlarda və duzlu göllərdə toplanır.

Çaylar okeana çoxlu Ca gətirir, lakin o, okean suyunda qalmır (orta miqdarı 0,04%), lakin orqanizmlərin skeletlərində cəmləşir və öldükdən sonra əsasən dibdə çökür. CaCO 3. Əhəng lilləri bütün okeanların dibində 4000 m-dən çox olmayan dərinliklərdə geniş yayılmışdır (CaCO 3 böyük dərinliklərdə həll olunur, oradakı orqanizmlər tez-tez Ca çatışmazlığı ilə üzləşirlər).

Qrunt suları Ca miqrasiyasında mühüm rol oynayır. Əhəngdaşı massivlərində onlar yerlərdə CaCO 3-ü güclü şəkildə süzürlər ki, bu da karstın inkişafı, mağaraların, stalaktitlərin və stalaqmitlərin əmələ gəlməsi ilə əlaqədardır. Keçmiş geoloji dövrlərin dənizlərində kalsitlə yanaşı, keçmiş geoloji dövrlərin dənizlərində Ca fosfatların (məsələn, Qazaxıstandakı Karatau fosforit yataqları), dolomit CaCO 3 ·MgCO 3 və buxarlanma zamanı gipsin çökməsi geniş yayılmışdır. .

Geoloji tarixin gedişində biogen karbonat əmələ gəlməsi artmış, kalsitin kimyəvi yağıntısı isə azalmışdır. Prekembri dənizlərində (600 milyon il əvvəl) əhəng skeleti olan heyvanlar yox idi; Kembri dövründən geniş yayılmışlar (mərcanlar, süngərlər və s.). Bu, Prekembri atmosferində CO 2-nin yüksək miqdarı ilə əlaqələndirilir.

Kalsiumun fiziki xüsusiyyətləri. Ca-nın α-formasının kristal şəbəkəsi (adi temperaturda sabitdir) üz mərkəzli kubdur, a = 5.56Å. Atom radiusu 1,97Å, ion radiusu Ca 2+ 1,04Å. Sıxlıq 1,54 q/sm3 (20 °C). 464 °C-dən yuxarı, altıbucaqlı β-forma sabitdir. t pl 851 °C, t kip 1482 °C; xətti genişlənmənin temperatur əmsalı 22 10 -6 (0-300 °C); 20 °C-də istilik keçiriciliyi 125,6 W/(m K) və ya 0,3 kal/(sm s °C); xüsusi istilik tutumu (0-100 °C) 623,9 j/(kq K) və ya 0,149 kal/(g °C); 20 °C-də elektrik müqaviməti 4,6 10 -8 ohm m və ya 4,6 10 -6 ohm sm; elektrik müqavimətinin temperatur əmsalı 4.57 10 -3 (20 °C). Elastiklik modulu 26 Gn / m 2 (2600 kqf / mm 2); gərginlik gücü 60 MN / m 2 (6 kqf / mm 2); elastik həddi 4 MN / m 2 (0,4 kqf / mm 2), məhsuldarlıq 38 MN / m 2 (3,8 kqf / mm 2); uzanma 50%; Brinell sərtliyi 200-300 MN / m 2 (20-30 kqf / mm 2). Kifayət qədər yüksək təmizliyə malik kalsium plastikdir, yaxşı preslənmiş, yuvarlanmış və emal edilə bilər.

Kalsiumun kimyəvi xassələri. Ca 4s 2 atomunun xarici elektron qabığının konfiqurasiyası, buna görə birləşmələrdə Ca 2-valentdir. Ca kimyəvi cəhətdən çox aktivdir. Adi temperaturda Ca havadakı oksigen və nəmlə asanlıqla qarşılıqlı əlaqədə olur, buna görə də hermetik şəkildə bağlanmış qablarda və ya mineral yağın altında saxlanılır. Havada və ya oksigendə qızdırıldıqda alovlanır və əsas oksid CaO verir. Ca-CaO 2 və CaO 4 peroksidləri də məlumdur. Əvvəlcə Ca soyuq su ilə sürətlə reaksiya verir, sonra Ca(OH) 2 filminin əmələ gəlməsi səbəbindən reaksiya yavaşlayır. Ca isti su və turşularla güclü reaksiyaya girərək H 2 (konsentratlaşdırılmış HNO 3 istisna olmaqla) buraxır. Soyuqda flüorla, 400 ° C-dən yuxarı isə xlor və brom ilə reaksiya verir, müvafiq olaraq CaF 2, CaCl 2 və CaBr 2 verir. Ərinmiş vəziyyətdə olan bu halidlər Ca ilə sözdə alt birləşmələr - CaF, CaCl əmələ gətirir, burada Ca formal olaraq monovalentdir. Ca kükürdlə qızdırıldıqda kalsium sulfid CaS alınır, sonuncu kükürd əlavə edərək polisulfidləri (CaS 2, CaS 4 və s.) əmələ gətirir. 300-400 ° C-də quru hidrogenlə qarşılıqlı əlaqədə olan Ca, CaH 2 hidridini - hidrogenin anion olduğu ion birləşməsini əmələ gətirir. 500 ° C-də Ca və azot Ca 3 N 2 nitridi verir; soyuqda Ca-nın ammonyak ilə qarşılıqlı təsiri kompleks ammonyak Ca 6-ya səbəb olur. Qrafit, silisium və ya fosforla havaya çıxışı olmadan qızdırıldıqda Ca müvafiq olaraq kalsium karbid CaC 2, silisidlər Ca 2 Si, CaSi, CaSi 2 və fosfid Ca 3 P 2 verir. Ca Al, Ag, Au, Cu, Li, Mg, Pb, Sn və başqaları ilə intermetal birləşmələr əmələ gətirir.

Kalsiumun alınması. Sənayedə Ca iki yolla alınır: 1) CaO və Al tozunun briketlənmiş qarışığını 0,01-0,02 mm Hg vakuumda 1200 ° C-də qızdırmaqla. İncəsənət.; reaksiya ilə buraxılır: 6CaO + 2 Al \u003d 3CaO Al 2 O 3 + 3Ca Ca buxarı soyuq bir səthdə kondensasiya olunur; 2) CaCl 2 və KCl əriməsinin maye mis-kalsium katod ilə elektrolizi ilə Cu - Ca (65% Ca) ərintisi hazırlanır, ondan Ca 950-1000 ° C temperaturda distillə edilir. 0,1-0,001 mm Hg bir vakuum. İncəsənət.

Kalsiumun istifadəsi. Saf metal şəklində Ca, birləşmələrindən U, Th, Cr, V, Zr, Cs, Rb və bəzi nadir torpaq metalları üçün reduksiyaedici kimi istifadə olunur. O, həmçinin poladların, bürünclərin və digər ərintilərin deoksidləşdirilməsində, neft məhsullarından kükürdün çıxarılmasında, üzvi mayelərin susuzlaşdırılmasında, arqonun azot çirklərindən təmizlənməsində və elektrik vakuum cihazlarında qaz uducu kimi istifadə olunur. Pb-Na-Ca sisteminin sürtünmə əleyhinə materialları, eləcə də elektrik qabıqlarının istehsalı üçün istifadə olunan Pb-Ca ərintiləri texnologiyada böyük tətbiq tapmışdır. kabellər. Ərinti Ca-Si-Ca (silikokalsium) yüksək keyfiyyətli poladların istehsalında oksidləşdirici və deqazator kimi istifadə olunur.

bədəndə kalsium. Ca həyat proseslərinin normal gedişi üçün zəruri olan biogen elementlərdən biridir. Heyvanların və bitkilərin bütün toxumalarında və mayelərində mövcuddur. Ca az olan mühitdə yalnız nadir orqanizmlər inkişaf edə bilər. Bəzi orqanizmlərdə Ca miqdarı 38%-ə çatır; insanlarda - 1,4-2%. Bitki və heyvan orqanizmlərinin hüceyrələri hüceyrədənkənar mühitlərdə Ca 2+, Na+ və K+ ionlarının dəqiq müəyyən edilmiş nisbətlərinə ehtiyac duyurlar. Bitkilər Ca-nı torpaqdan alırlar. Ca ilə əlaqəsinə görə bitkilər kalsefil və kalsefoblara bölünür. Heyvanlar Ca qidadan və sudan alırlar. Ca bir sıra hüceyrə strukturlarının əmələ gəlməsi, xarici hüceyrə membranlarının normal keçiriciliyinin qorunması, balıq və digər heyvanların yumurtalarının mayalanması və bir sıra fermentlərin aktivləşdirilməsi üçün lazımdır. Ca 2+ ionları həyəcanı əzələ lifinə ötürür, onun büzülməsinə səbəb olur, ürəyin daralma gücünü artırır, leykositlərin faqositar funksiyasını artırır, qoruyucu qan zülalları sistemini aktivləşdirir və onun laxtalanmasında iştirak edir. Hüceyrələrdə demək olar ki, bütün Ca zülallar, nuklein turşuları, fosfolipidlərlə birləşmələr, qeyri-üzvi fosfatlar və üzvi turşular ilə komplekslər şəklindədir. İnsanların və daha yüksək heyvanların qan plazmasında yalnız 20-40% Ca zülallarla əlaqələndirilə bilər. Skeletli heyvanlarda bütün Ca-nın 97-99%-ə qədəri tikinti materialı kimi istifadə olunur: onurğasızlarda, əsasən CaCO 3 şəklində (mollyuska qabıqları, mərcanlar), onurğalılarda, fosfatlar şəklində. Bir çox onurğasızlar yeni skelet yaratmaq və ya əlverişsiz şəraitdə həyati funksiyaları təmin etmək üçün tökmədən əvvəl Ca-nı saxlayır.

İnsanların və daha yüksək heyvanların qanında Ca miqdarı paratiroid və qalxanabənzər vəzlərin hormonları tərəfindən tənzimlənir. Bu proseslərdə ən mühüm rolu D vitamini oynayır.Ca-nın sorulması nazik bağırsağın ön hissəsində baş verir. Ca-nın assimilyasiyası bağırsaqda turşuluğun azalması ilə pisləşir və qidada Ca, P və yağ nisbətindən asılıdır. İnək südündə optimal Ca/P nisbəti təxminən 1,3-dür (kartofda 0,15, lobyada 0,13, ətdə 0,016). Qidada P və ya oksalat turşusunun çox olması ilə Ca-nın udulması pisləşir. Öd turşuları onun udulmasını sürətləndirir. İnsan qidasında optimal Ca/yağ nisbəti 1 q yağ üçün 0,04-0,08 q Ca təşkil edir. Ca-nın ifrazı əsasən bağırsaqlar vasitəsilə baş verir. Laktasiya dövründə məməlilər südlə birlikdə çoxlu Ca itirirlər. Gənc heyvanlarda və uşaqlarda fosfor-kalsium mübadiləsinin pozulması ilə raxit inkişaf edir, yetkin heyvanlarda - skeletin tərkibində və strukturunda dəyişiklik (osteomalaziya).

Kalsium dövri sistemdə Ca (lat. Kalsium) simvolu ilə işarələnən, atom nömrəsi 20 olan II qrupun kimyəvi elementidir. Kalsium yumşaq, gümüşü-boz rəngli qələvi torpaq metalıdır.

Dövri cədvəlin 20 elementi Elementin adı lat hərfindəndir. calx (genitiv halda calcis) - "əhəng", "yumşaq daş". 1808-ci ildə metal kalsiumu təcrid edən ingilis kimyaçısı Humphry Davy tərəfindən təklif edilmişdir.
Kalsium birləşmələri - əhəngdaşı, mərmər, gips (eləcə də əhəng - yanan əhəngdaşı məhsulu) bir neçə minilliklər əvvəl tikintidə istifadə edilmişdir.
Kalsium yer üzündə ən bol elementlərdən biridir. Kalsium birləşmələri demək olar ki, bütün heyvan və bitki toxumalarında olur. Yer qabığının kütləsinin 3,38%-ni təşkil edir (oksigen, silikon, alüminium və dəmirdən sonra bolluğuna görə 5-ci yer).

Təbiətdə kalsiumun tapılması

Yüksək kimyəvi aktivliyə görə kalsium sərbəst formada təbiətdə tapılmır.
Kalsium yer qabığının kütləsinin 3,38%-ni təşkil edir (oksigen, silikon, alüminium və dəmirdən sonra bolluğuna görə 5-ci yer). Dəniz suyunda elementin miqdarı 400 mq/l-dir.

izotoplar

Kalsium təbiətdə altı izotopun qarışığı şəklində olur: 40Ca, 42Ca, 43Ca, 44Ca, 46Ca və 48Ca, bunlardan ən çox yayılmışı - 40Ca - 96,97% təşkil edir. Kalsium nüvələri protonların sehrli sayını ehtiva edir: Z = 20. İzotoplar
40
20
Ca20 və
48
20
Ca28 təbiətdə tapılan beş ikiqat sehrli nüvədən ikisidir.
Təbii olaraq mövcud olan altı kalsium izotopundan beşi sabitdir. Altıncı 48Ca izotopu, altının ən ağırı və çox nadir (onun izotopik bolluğu cəmi 0,187%), 1,6 1017 il yarımparçalanma dövrü ilə ikiqat beta parçalanmasına məruz qalır.

Daşlarda və minerallarda

Ən çox kalsium müxtəlif süxurların (qranitlər, qneyslər və s.) silikatlar və alüminosilikatlarının tərkibində, xüsusən də feldispat - anortit Ca-da olur.
Çöküntü süxurları şəklində kalsium birləşmələri əsasən mineral kalsitdən (CaCO3) ibarət olan təbaşir və əhəngdaşı ilə təmsil olunur. Kalsitin kristal forması olan mərmər təbiətdə daha az yayılmışdır.
Kalsit CaCO3, anhidrit CaSO4, alebastr CaSO4 0,5H2O və gips CaSO4 2H2O, flüorit CaF2, apatit Ca5(PO4)3(F,Cl,OH), dolomit MgCO3 CaCO3 kimi kalsium mineralları kifayət qədər geniş yayılmışdır. Təbii suda kalsium və maqnezium duzlarının olması onun sərtliyini müəyyən edir.
Yer qabığında güclü miqrasiya edən və müxtəlif geokimyəvi sistemlərdə toplanan kalsium 385 mineral (mineralların sayına görə dördüncü) əmələ gətirir.

Kalsiumun bioloji rolu

Kalsium bitkilərdə, heyvanlarda və insanlarda ümumi makronutrientdir. İnsanlarda və digər onurğalılarda onun çox hissəsi skelet və dişlərdə olur. Kalsium sümüklərdə hidroksiapatit şəklində olur. Onurğasızların əksər qruplarının (süngərlər, mərcan polipləri, mollyuskalar və s.) "skeletləri" müxtəlif formalarda kalsium karbonatın (əhəng) ibarətdir. Kalsium ionları qan laxtalanma proseslərində iştirak edir, həmçinin hüceyrə daxilində universal ikinci xəbərçilərdən biri kimi xidmət edir və müxtəlif hüceyrədaxili prosesləri - əzələlərin daralmasını, ekzositozu, o cümlədən hormonların və neyrotransmitterlərin ifrazını tənzimləyir. İnsan hüceyrələrinin sitoplazmasında kalsiumun konsentrasiyası təqribən 10−4 mmol/l, hüceyrələrarası mayelərdə isə təxminən 2,5 mmol/l təşkil edir.

Kalsiuma ehtiyac yaşdan asılıdır. 19-50 yaşlı böyüklər və 4-8 yaşlı uşaqlar daxil olmaqla, gündəlik tələbat (RDA) 1000 mq (təxminən 790 ml yağ tərkibi 1%), 9 yaşdan 18 yaşa qədər uşaqlar üçün isə - gündə 1300 mq (yağ tərkibi 1% olan təxminən 1030 ml süddə olur). Yetkinlik dövründə skeletin intensiv böyüməsi səbəbindən kifayət qədər kalsium qəbulu çox vacibdir. Bununla belə, ABŞ-da aparılan araşdırmalara görə, 12-19 yaşlı qızların yalnız 11%-i və oğlanların 31%-i ehtiyaclarına nail olur. Balanslaşdırılmış bir pəhrizdə kalsiumun çoxu (təxminən 80%) süd məhsulları ilə uşağın bədəninə daxil olur. Qalan kalsium dənli bitkilərdən (bütün taxıl çörəyi və qarabaşaq yarması daxil olmaqla), paxlalılar, portağallar, göyərti, qoz-fındıqlardan gəlir. Süd yağına əsaslanan süd məhsullarında (yağ, qaymaq, xama, qaymaqlı dondurma) praktiki olaraq kalsium yoxdur. Süd məhsulunda nə qədər çox süd yağı varsa, tərkibində bir o qədər az kalsium olur. Bağırsaqda kalsiumun sorulması iki yolla baş verir: transcellular (transcellular) və intercellular (paracellular). Birinci mexanizm D vitamininin aktiv formasının (kalsitriol) və onun bağırsaq reseptorlarının təsiri ilə həyata keçirilir. Az və ya orta səviyyədə kalsium qəbulunda böyük rol oynayır. Pəhrizdə daha yüksək kalsium tərkibi ilə hüceyrələrarası udma əsas rol oynamağa başlayır, bu da böyük bir kalsium konsentrasiyası gradienti ilə əlaqələndirilir. Hüceyrələrarası mexanizm sayəsində kalsium daha çox onikibarmaq bağırsaqda sorulur (orada kalsitriolda reseptorların ən yüksək konsentrasiyasına görə). Hüceyrələrarası passiv köçürmə sayəsində kalsiumun sorulması nazik bağırsağın hər üç hissəsində ən aktivdir. Kalsiumun udulması laktoza (süd şəkəri) tərəfindən parasellüler şəkildə artır.

Kalsiumun udulmasına bəzi heyvan mənşəli yağlar (inək südü və mal əti yağı daxil olmaqla, donuz yağı deyil) və palma yağı mane olur. Belə yağların tərkibində olan palmitik və stearik yağ turşuları həzm zamanı bağırsaqlarda parçalanır və sərbəst formada kalsiumu möhkəm bağlayır, kalsium palmitat və kalsium stearatını (həllməyən sabunlar) əmələ gətirir. Kreslolu bu sabun şəklində həm kalsium, həm də yağ itir. Bu mexanizm xurma yağı (palma oleini) əsaslı körpə formulası olan körpələrdə kalsiumun udulmasının azalmasına, sümük minerallaşmasının azalmasına və dolayı sümük gücünün azaldılmasına cavabdehdir. Bu uşaqlarda bağırsaqlarda kalsium sabunlarının əmələ gəlməsi nəcisin sərtləşməsi, onun tezliyinin azalması, həmçinin daha tez-tez regurgitasiya və kolik ilə əlaqələndirilir.

Qanda kalsiumun konsentrasiyası çox sayda həyati proseslər üçün əhəmiyyətinə görə dəqiq tənzimlənir və düzgün bəslənmə və az yağlı süd məhsulları və D vitamininin kifayət qədər qəbulu ilə çatışmazlıq yaranmır. Qidada uzun müddət kalsium və/və ya D vitamini çatışmazlığı osteoporoz riskinin artmasına gətirib çıxarır və körpəlikdə raxit xəstəliyinə səbəb olur.

Həddindən artıq kalsium və D vitamini dozası hiperkalsemiyaya səbəb ola bilər. 19 yaşdan 50 yaşa qədər olan böyüklər üçün maksimum təhlükəsiz doza gündə 2500 mq (təxminən 340 q Edam pendiri) təşkil edir.