Кальц?й (Ca)
|
---|
Атомний номер
|
20
|
---|
Зовн?шн?й вигляд просто? речовини
|
пом?рно-твердий,
ср?блясто-б?лий
метал
|
---|
Властивост? атома
|
---|
Атомна маса
(
молярна маса
)
|
40,078
а.о.м.
(г/моль)
|
---|
Рад?ус атома
|
197
пм
|
---|
Енерг?я ?он?зац??
(перший електрон)
|
589,4(6,11) кДж/моль (
еВ
)
|
---|
Електронна конф?гурац?я
|
[Ar] 4s
2
|
---|
Х?м?чн? властивост?
|
---|
Ковалентний рад?ус
|
174
пм
|
---|
Рад?ус ?она
|
(+2e)99
пм
|
---|
Електронегативн?сть
(за Пол?нгом)
|
1,00
|
---|
Електродний потенц?ал
|
-2,76 в
|
---|
Ступен? окиснення
|
2
|
---|
Термодинам?чн? властивост?
|
---|
Густина
|
1,55 г/см³
|
---|
Молярна тепло?мн?сть
|
0,653 Дж/(К·моль)
|
---|
Теплопров?дн?сть
|
(201) Вт/(м·К)
|
---|
Температура плавлення
|
1112 К
|
---|
Теплота плавлення
|
9,20 кДж/моль
|
---|
Температура кип?ння
|
1757 К
|
---|
Теплота випаровування
|
153,6 кДж/моль
|
---|
Молярний об'?м
|
29,9 см³/моль
|
---|
Кристал?чна ?ратка
|
---|
Структура ?ратки
|
куб?чна об'?мноцентрована
|
---|
Пер?од ?ратки
|
5,580 A
|
---|
В?дношення с/а
|
n/a
|
---|
Температура Дебая
|
230 К
|
---|
|
Кальц?й
у
В?к?сховищ?
|
Ка?льц?й
, також
вапнець
[1]
,
ва?пень
,
ва?пник
або
вап
[2]
(Ca) ?
х?м?чний елемент
з
атомним номером
20 та його
проста речовина
, що належить до лужноземельних
метал?в
, ср?блясто-б?лий м'який метал, х?м?чно активний, легко окисню?ться.
Густина
1,55,
температура плавлення
842 °C,
температура кип?ння
1491 °C.
Тверд?сть
кальц?ю за Бр?неллем 200?300 МПа.
Електронна конф?гурац?я [Ar]4s
2
; група 2, пер?од 4, s-блок.
Природний кальц?й склада?ться з? стаб?льних ?зотоп?в з масовими числами 40 (найб?льший вм?ст), 42, 43, 44, 46, 48. Науковцям вдалось отримати нестаб?льн? ?зотопи кальц?ю з масовими числами 57, 58, 59 та 60 (останн? два у 2018 роц?)
[3]
[4]
.
Ма? ?диний ступ?нь окиснення +2. Комплекси утворю? з оксигенними, частково хелатуючими л?гандами та пол?фосфатами. Кальц?йорган?чн? сполуки малов?дом?.
Назва елементу
≪кальц?й≫
походить в?д
лат.
calx, calcis
? вапно (≪м'який кам?нь≫). Вона була запропонована англ?йським х?м?ком
Гемфр? Дев?
, в
1808
р. що вид?лив металевий кальц?й
електрол?зом
. Дев? зм?шував вологе
гашене вапно
з
оксидом
ртут?
HgO
на платинов?й пластин?, яка була анодом.
Катодом
служив платиновий др?т, занурений в р?дку
ртуть
. В результат? електрол?зу виходила амальгама кальц?ю.
Зв?дси ж походить ? стара укра?нська назва елементу,
≪вапень≫
.
Поширення в природ?
[
ред.
|
ред. код
]
За поширен?стю в природ? кальц?й пос?да? п'яте м?сце серед х?м?чних елемент?в (3,6 % маси земно? кори). У зв'язку з високою х?м?чною активн?стю у в?льному стан? в?н не зустр?ча?ться. Найпоширен?шими його сполуками ?
вапняк
,
крейда
та
мармур
, як? мають однаковий х?м?чний склад CaCO
3
, але р?зну кристал?чну будову.
Кларк
кальц?ю в кам'яних
метеоритах
1,4 %, ультраосновних ? 0,7 %, основних ? 6,72 %, середн?х ? 4,65 %, кислих породах ? 1,58 %.
Кальц?й входить до складу багатьох м?нерал?в (
сил?кати
,
алюмосил?кати
,
боросил?кати
,
карбонати
,
сульфати
,
фосфати
,
ванадати
,
вольфрамати
,
мол?бдати
,
титанати
,
н?обати
,
флуориди
,
хлориди
та ?нших). Складова частина
вапняк?в
,
мармуру
тощо. Ц? м?нерали часто утворюють ц?л? г?рськ? масиви. У великих к?лькостях зустр?чаються також
апатити
та
фосфорити
, основою яких ?
фосфат кальц?ю
Са
3
(РО
4
)
2
. Досить поширеним ? м?нерал
г?пс
CaSO
4
· 2Н
2
О.
Кр?м того, значн? к?лькост? сполук кальц?ю м?стяться в ?рунт? та природних водах, а також входять до складу тваринних ? рослинних орган?зм?в. Так, наприклад, м?неральна маса к?сток ? зуб?в тварин м?стить близько 80 % фосфату кальц?ю Са
3
(РО
4
)
2
, а шкаралупа я?ць майже повн?стю склада?ться з
карбонату кальц?ю
СаСО
3
.
Ф?зичн? властивост?
[
ред.
|
ред. код
]
У в?льному стан? кальц?й ? ср?блясто-б?лий легкий метал. Густина його 1,55 г/см³. Температура плавлення 851 °C. Тверд?сть кальц?ю невелика, в?н лише трохи тверд?ший за свинець та натр?й. Пластичн?сть досить висока: кальц?й легко можна пресувати й розкатувати в тоненьк? листочки.
Х?м?чн? властивост?
[
ред.
|
ред. код
]
Кальц?й належить до друго? групи (за застар?лою класиф?кац??ю ? головно? п?дгрупи друго? групи)
пер?одично? системи
Мендел??ва. Його атоми на зовн?шньому енергетичному р?вн? мають по два електрони. Ц? електрони в?н легко втрача? ? перетворю?ться в позитивно заряджен? ?они Са
2+
. У вс?х сво?х сполуках кальц?й бува? лише двовалентний. Кальц?й належить до найактивн?ших метал?в ? за сво?ю х?м?чною активн?стю поступа?ться лише
лужним металам
.
При звичайн?й температур? кальц?й легко вза?мод?? з киснем ? вологою пов?тря, тому його збер?гають п?д шаром
гасу
,
вазел?ну
або в герметично закрит?й посудин?. При нагр?ванн? в?н легко запалю?ться, утворюючи
оксид кальц?ю
:
Кальц?й легко вза?мод?? також з водою, особливо при нагр?ванн?, а з
кислотами
реагу? дуже бурхливо:
З вологим
бромом
?
хлором
кальц?й вза?мод?? вже при звичайн?й температур?, а при нагр?ванн? безпосередньо реагу? з
с?ркою
,
азотом
,
граф?том
? ?ншими речовинами, а також в?дновлю? майже вс? метали з ?хн?х
оксид?в
:
Метал?чний вапень добувають електрол?зом розплавленого
хлориду кальц?ю
при температур? 800?850 °C. Процес електрол?зу можна зобразити такими р?вняннями:
CaCl
2
↑↓
? Катод <- Са
2+
+ 2Cl
-
-> Анод +
Са
2+
+ 2е = Са° 2Cl ? 2е = 2Cl° = Cl
2
↑
Метал?чний кальц?й застосовують головним чином у металург?? для одержання деяких метал?в з ?х оксид?в, як? важко в?дновлюються, наприклад
ванад?ю
,
хрому
та ?н. шляхом
кальц??терм??
Кальц?й використовують також для розкиснення стал? та бронзи при ?х виплавц?, а також для виготовлення деяких сплав?в. Так, сплав свинцю з невеликою добавкою кальц?ю служить для заливки п?дшипник?в зал?зничних вагон?в. Кр?м того, кальц?й застосовують для зневоднення деяких орган?чних р?дин ? ?нших ц?лей. Використовують у металург?? для виготовлення сплав?в ? як в?дновник. Широко застосовують природн? сол? кальц?ю.
Сполуки кальц?ю широко застосовуються як антиг?стам?нн? засоби.
Сполуки кальц?ю
[en]
входять до складу препарат?в для проф?лактики
остеопорозу
, у
в?там?нн?
комплекси,
харчов? добавки
.
Кальц?й найрозповсюджен?ший
макроелемент
в орган?зм? людини, б?льша його частина м?ститься в
скелет?
й
зубах
у вигляд? фосфат?в. ?они кальц?ю беруть участь в процесах
згортання кров?
,
м'язових
?
нейронних
реакц?ях, забезпечують
осмотичний тиск
кров?. Потреба в кальц?ю залежить в?д в?ку. Для дорослих необх?дна добова норма становить в?д 800 до 1000 м?л?грам, для д?тей ? в?д 600 до 900 м?л?грам?в, що дуже важливо внасл?док ?нтенсивного росту скелета дитини.
Зг?дно з м?жнародною номенклатурою ?они Ca
2+
? IV
фактором зс?дання кров?
.
Зловживання
кавою
та
алкоголем
може призводити до деф?циту кальц?ю.
[
джерело?
]
Кальц?й належить до
лужноземельних
метал?в ? ма? високу б?ох?м?чну активн?сть. В орган?зм? людини м?ститься близько 1,5 кг кальц?ю. В?н ? основним структурним елементом к?сток ? зуб?в, входить до складу н?гт?в, волосся, м'яких тканин, позакл?тинно? р?дини та плазми кров?. Кальц?й ? також важливим компонентом системи згортання кров?, в?н п?дтриму? правильне сп?вв?дношення солей в орган?зм? людини.
До числа найважлив?ших функц?й в живому орган?зм? належить його участь в робот? р?зних ферментних систем, в тому числ? забезпечують скорочення м'яз?в ? передавання нервових ?мпульс?в, що зм?нюють активн?сть гормон?в тощо. Кальц?й також вплива? на проникн?сть тканин для кал?ю ? натр?ю, сприя? стаб?л?зац?? мембран нервових кл?тин.
Джерелом кальц?ю ? харчов? продукти. З ?жею доросла людина може отримати близько 10 г кальц?ю, ваг?тн? ж?нки ? до 15 г, матер?-годувальниц? ? до 20 г. Кальц?й надходить з ?жею в основному у вигляд? нерозчинних солей, як? розчиняються в шлунку людини за допомогою шлункового соку, пот?м п?ддаються впливу жовчних кислот, переводять його в засвоювану форму.
- Глосар?й терм?н?в з х?м?? // Й. Опейда, О. Швайка. ?н-т ф?зико-орган?чно? х?м?? та вуглех?м?? ?м. Л. М. Литвиненка НАН Укра?ни, Донецький нац?ональний ун?верситет. ? Донецьк: Вебер, 2008. ? 758 с. ?
ISBN 978-966-335-206-0
- Мала г?рнича енциклопед?я
: у 3 т. / за ред.
В. С. Б?лецького
. ?
:
Донбас
, 2004. ? Т. 1 : А ? К. ? 640 с. ?
ISBN 966-7804-14-3
.
- Деркач Ф. А.
Х?м?я. ? Льв?в : Льв?вський ун?верситет, 1968. ? 312 с.
- В. В. Сухан, Т. В. Табенська, А. Й. Капустянка, В. Ф. Горлач
≪Х?м?я≫
1995