Кальц?й

Матер?ал з В?к?пед?? ? в?льно? енциклопед??.
Перейти до нав?гац?? Перейти до пошуку
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
H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
* La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
** Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
CMNS:  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?.

Походження назви [ ред. | ред. код ]

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 :

Одержання [ ред. | ред. код ]

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

Застосування [ ред. | ред. код ]

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.

Л?карськ? засоби [ ред. | ред. код ]

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 .

Б?олог?чна роль [ ред. | ред. код ]

Докладн?ше: Кальц?й у б?олог??

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.

Л?тература [ ред. | ред. код ]

  • 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 . ? Д.  : 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

Посилання [ ред. | ред. код ]

Прим?тки [ ред. | ред. код ]

  1. Арх?вована коп?я . Арх?в ориг?налу за 28 лютого 2019 . Процитовано 25 кв?тня 2018 . {{ cite web }} : Обслуговування CS1: Стор?нки з текстом ≪archived copy≫ як значення параметру title ( посилання )
  2. Словник геологично? терм?нолог?? . Арх?в ориг?налу за 19 серпня 2016 . Процитовано 28 лютого 2019 .
  3. Researchers discover heaviest known calcium atom; eight new rare isotopes discovered in total . Phys.org. 12 липня 2018. Арх?в ориг?налу за 16 липня 2018 . Процитовано 16 липня 2018 .
  4. O. B. Tarasov et al, Discovery of Ca60 and Implications For the Stability of Ca70, Physical Review Letters (2018). DOI: 10.1103/PhysRevLett.121.022501

Див. також [ ред. | ред. код ]