แคลเซียมออกซิเดชัน แคลเซียมและคุณลักษณะของมัน

แคลเซียม (ละตินแคลเซียม), Ca, องค์ประกอบทางเคมีของกลุ่ม II ในรูปแบบสั้น (กลุ่ม 2 ของรูปแบบยาว) ของระบบธาตุ; หมายถึงโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ เลขอะตอม 20; มวลอะตอม 40.078 ไอโซโทปเสถียรในธรรมชาติมี 6 ชนิด: 40 Ca (96.941%), 42 Ca (0.647%), 43 Ca (0.135%), 44 Ca (2.086%), 46 Ca (0.004%), 48 Ca (0.187%); ไอโซโทปรังสีถูกผลิตขึ้นมาอย่างเทียม เลขมวล 34-54.

ข้อมูลทางประวัติศาสตร์สารประกอบแคลเซียมธรรมชาติหลายชนิดเป็นที่รู้จักในสมัยโบราณและมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการก่อสร้าง (เช่น ยิปซั่ม มะนาว หินอ่อน) โลหะแคลเซียมถูกแยกออกครั้งแรกโดย G. Davy ในปี 1808 ในระหว่างกระบวนการอิเล็กโทรไลซิสของส่วนผสมของ CaO และ HgO ออกไซด์ และการสลายตัวในเวลาต่อมาของแคลเซียมอะมัลกัมที่เกิดขึ้น ชื่อนี้มาจากภาษาละติน calx (สัมพันธการก calcis) - มะนาวหินอ่อน

ความชุกในธรรมชาติ- ปริมาณแคลเซียมใน เปลือกโลกเท่ากับ 3.38% โดยน้ำหนัก เนื่องจากมีฤทธิ์ทางเคมีสูงจึงไม่พบในสภาวะอิสระ แร่ธาตุที่พบมากที่สุด ได้แก่ แอนนอร์ไทต์ Ca, แอนไฮไดรต์ CaSO 4, อะพาไทต์ Ca 5 (PO 4) 3 (F, Cl, OH), ยิปซั่ม CaSO 4 · 2H 2 O, แคลไซต์และอาราโกไนต์ CaCO 3, เพอร์รอฟไซต์ CaTiO 3, ฟลูออไรต์ CaF 2, สชีไลท์ คาโว 4. แร่ธาตุแคลเซียมพบได้ในหินตะกอน (เช่น หินปูน) หินอัคนี และหินแปร สารประกอบแคลเซียมพบในสิ่งมีชีวิต: เป็นส่วนประกอบหลักของเนื้อเยื่อกระดูกของสัตว์มีกระดูกสันหลัง (ไฮดรอกซีอะพาไทต์, ฟลูออราพาไทต์), โครงกระดูกปะการัง, เปลือกหอย (แคลเซียมคาร์บอเนตและฟอสเฟต) ฯลฯ การมีไอออน Ca 2+ จะเป็นตัวกำหนดความกระด้างของน้ำ

คุณสมบัติ- การกำหนดค่าของเปลือกอิเล็กตรอนด้านนอกของอะตอมแคลเซียมคือ 4s 2; ในสารประกอบจะแสดงสถานะออกซิเดชันที่ +2 ไม่ค่อย +1; พอลิงอิเล็กโทรเนกาติวีตี้ 1.00 รัศมีอะตอม 180 pm รัศมี Ca 2+ ไอออน 114 pm (หมายเลขประสานงาน 6) แคลเซียมเป็นโลหะอ่อนสีขาวเงิน สูงถึง 443 °C การปรับเปลี่ยนด้วยโครงตาข่ายลูกบาศก์ที่มีศูนย์กลางอยู่ที่ใบหน้าจะมีเสถียรภาพ สูงกว่า 443 °C - โดยมีโครงตาข่ายที่มีศูนย์กลางอยู่ที่ลูกบาศก์ จุดหลอมเหลว 842°C จุดเดือด 1484°C ความหนาแน่น 1550 กก./ลบ.ม. 3 ; ค่าการนำความร้อน 125.6 W/(m · K)

แคลเซียมเป็นโลหะที่มีฤทธิ์ทางเคมีสูง (เก็บไว้ในภาชนะที่ปิดสนิทหรือใต้ชั้นน้ำมันแร่) ภายใต้สภาวะปกติมันจะทำปฏิกิริยากับออกซิเจนได้อย่างง่ายดาย (ก่อตัวแคลเซียมออกไซด์ CaO) เมื่อถูกความร้อน - กับไฮโดรเจน (CaH 2 ไฮไดรด์), ฮาโลเจน (แคลเซียมเฮไลด์), โบรอน (CaB 6 โบไรด์), คาร์บอน (แคลเซียมคาร์ไบด์ CaC 2), ซิลิคอน (Ca silicides 2 Si, CaSi, CaSi 2, Ca 3 Si 4), ไนโตรเจน (ไนไตรด์ Ca 3 N 2), ฟอสฟอรัส (ฟอสไฟด์ Ca 3 P 2, CaP, CaP 5), chalcogens (chalcogenides ขององค์ประกอบ CaX โดยที่ X คือ S, Se, เหล่านั้น) แคลเซียมทำปฏิกิริยากับโลหะอื่นๆ (Li, Cu, Ag, Au, Mg, Zn, Al, Pb, Sn ฯลฯ) เพื่อสร้างสารประกอบระหว่างโลหะ โลหะแคลเซียมทำปฏิกิริยากับน้ำเพื่อสร้างแคลเซียมไฮดรอกไซด์ Ca(OH) 2 และ H 2 ทำปฏิกิริยาอย่างรุนแรงกับกรดส่วนใหญ่ เกิดเป็นเกลือที่สอดคล้องกัน (เช่น แคลเซียมไนเตรต แคลเซียมซัลเฟต แคลเซียมฟอสเฟต) ละลายในแอมโมเนียเหลวเพื่อสร้างสารละลายสีน้ำเงินเข้มที่มีค่าการนำไฟฟ้าของโลหะ เมื่อแอมโมเนียระเหยออกจากสารละลายดังกล่าว แอมโมเนียจะถูกปล่อยออกมา แคลเซียมจะค่อยๆ ทำปฏิกิริยากับแอมโมเนียจนเกิดเป็นเอไมด์ Ca(NH 2) 2 ก่อให้เกิดสารประกอบเชิงซ้อนหลายชนิด ที่สำคัญที่สุดคือสารประกอบเชิงซ้อนที่มีลิแกนด์โพลีเดนเทตที่มีออกซิเจน เช่น Ca complexonates

บทบาททางชีวภาพ- แคลเซียมเป็นองค์ประกอบทางชีวภาพ ความต้องการแคลเซียมของมนุษย์ในแต่ละวันคือประมาณ 1 กรัม ในสิ่งมีชีวิต แคลเซียมไอออนเกี่ยวข้องกับกระบวนการหดตัวของกล้ามเนื้อและการส่งกระแสประสาท

ใบเสร็จ- โลหะแคลเซียมผลิตโดยวิธีอิเล็กโทรไลต์และเมทัลโลเทอร์มิก วิธีการอิเล็กโทรไลต์จะขึ้นอยู่กับอิเล็กโทรไลซิสของแคลเซียมคลอไรด์หลอมเหลวด้วยแคโทดสัมผัสหรือแคโทดทองแดง-แคลเซียมเหลว แคลเซียมถูกกลั่นออกจากโลหะผสมทองแดง-แคลเซียมที่เกิดขึ้นที่อุณหภูมิ 1,000-1,080 °C และความดัน 13-20 kPa วิธีการทางโลหะวิทยาขึ้นอยู่กับการลดแคลเซียมจากออกไซด์ด้วยอะลูมิเนียมหรือซิลิคอนที่อุณหภูมิ 1100-1200 °C สิ่งนี้จะผลิตแคลเซียมอะลูมิเนตหรือซิลิเกต เช่นเดียวกับก๊าซแคลเซียมซึ่งต่อมาควบแน่น การผลิตของโลกสารประกอบแคลเซียมและวัสดุที่มีแคลเซียม ประมาณ 1 พันล้านตัน/ปี (พ.ศ. 2541)

แอปพลิเคชัน- แคลเซียมถูกใช้เป็นตัวรีดิวซ์ในการผลิตโลหะหลายชนิด (Rb, Cs, Zr, Hf, V เป็นต้น) แคลเซียมซิลิไซด์ เช่นเดียวกับโลหะผสมของแคลเซียมกับโซเดียม สังกะสี และโลหะอื่นๆ ถูกใช้เป็นตัวกำจัดออกซิไดซ์และตัวกำจัดซัลเฟอร์ไดเซอร์ของโลหะผสมและน้ำมันบางชนิด เพื่อชำระอาร์กอนให้บริสุทธิ์จากออกซิเจนและไนโตรเจน และในอุปกรณ์สุญญากาศไฟฟ้าเป็นตัวดูดซับก๊าซ CaCl 2 คลอไรด์ใช้เป็นสารดูดความชื้นในการสังเคราะห์ทางเคมี ยิปซั่มใช้ในการแพทย์ แคลเซียมซิลิเกตเป็นส่วนประกอบหลักของซีเมนต์

ความหมาย: Rodyakin V.V. แคลเซียม, สารประกอบและโลหะผสมของมัน ม. 2510; Spitsyn V. I. , Martynenko L. I. เคมีอนินทรีย์- ม., 1994. ตอนที่ 2; เคมีอนินทรีย์ / เรียบเรียงโดย Yu. D. Tretyakov ม., 2547 ต. 2.

L.N. Komissarova, M.A. Ryumin.

ประวัติความเป็นมาของแคลเซียม

แคลเซียมถูกค้นพบในปี พ.ศ. 2351 โดยฮัมฟรีย์ เดวี ซึ่งได้แคลเซียมอะมัลกัมโดยอิเล็กโทรไลซิสของปูนขาวและเมอร์คิวริกออกไซด์ ซึ่งเป็นผลมาจากกระบวนการกลั่นปรอทซึ่งโลหะยังคงอยู่ เรียกว่า แคลเซียม.ในภาษาละติน มะนาวฟังดูเหมือน แคลกซ์เป็นชื่อนี้ที่นักเคมีชาวอังกฤษเลือกสำหรับสารที่ค้นพบ

แคลเซียมเป็นองค์ประกอบของกลุ่มย่อยหลัก II ของกลุ่ม IV ของระบบธาตุ องค์ประกอบทางเคมีดิ. Mendeleev มีเลขอะตอม 20 และ มวลอะตอม 40.08. ชื่อที่ยอมรับคือ Ca (จากภาษาละติน - แคลเซียม)

คุณสมบัติทางกายภาพและเคมี

แคลเซียมเป็นโลหะอัลคาไลอ่อนที่ทำปฏิกิริยาซึ่งมีสีขาวเงิน เนื่องจากมีปฏิสัมพันธ์กับออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์พื้นผิวของโลหะจึงหมองคล้ำดังนั้นแคลเซียมจึงต้องมีการเก็บรักษาแบบพิเศษ - ภาชนะที่ปิดสนิทซึ่งโลหะจะเต็มไปด้วยชั้นพาราฟินเหลวหรือน้ำมันก๊าด

แคลเซียมเป็นองค์ประกอบที่รู้จักกันดีที่สุดสำหรับมนุษย์ ความต้องการรายวันสำหรับมันอยู่ระหว่าง 700 ถึง 1,500 มก. สำหรับผู้ใหญ่ที่มีสุขภาพดี แต่จะเพิ่มขึ้นในระหว่างตั้งครรภ์และให้นมบุตร สิ่งนี้จะต้องนำมาพิจารณาและต้องได้รับแคลเซียมด้วย รูปแบบของการเตรียมการ

อยู่ในธรรมชาติ

แคลเซียมมีฤทธิ์ทางเคมีสูงมาก ดังนั้นจึงไม่พบในธรรมชาติในรูปแบบอิสระ (บริสุทธิ์) อย่างไรก็ตาม พบมากเป็นอันดับ 5 ในเปลือกโลก โดยพบอยู่ในรูปของสารประกอบในตะกอน (หินปูน ชอล์ก) และหิน (หินแกรนิต) เฟลด์สปาร์อะนอไรต์มีแคลเซียมจำนวนมาก

พบได้ทั่วไปในสิ่งมีชีวิต โดยพบในพืช สัตว์ และมนุษย์ โดยพบในฟันและเนื้อเยื่อกระดูกเป็นหลัก

การดูดซึมแคลเซียม

ขัดขวางการดูดซึมแคลเซียมตามปกติจาก ผลิตภัณฑ์อาหารคือการบริโภคคาร์โบไฮเดรตในรูปของขนมหวานและด่างซึ่งทำให้กรดไฮโดรคลอริกในกระเพาะอาหารเป็นกลางซึ่งจำเป็นต่อการละลายแคลเซียม กระบวนการดูดซึมแคลเซียมค่อนข้างซับซ้อนดังนั้นบางครั้งก็ไม่เพียงพอที่จะได้รับจากอาหารเท่านั้น

ปฏิสัมพันธ์กับผู้อื่น

เพื่อปรับปรุงการดูดซึมแคลเซียมในลำไส้จำเป็นซึ่งมีแนวโน้มที่จะเอื้อต่อกระบวนการดูดซึมแคลเซียม เมื่อรับประทานแคลเซียม (ในรูปของอาหารเสริม) ขณะรับประทานอาหาร การดูดซึมจะถูกบล็อก แต่การทานแคลเซียมเสริมแยกจากอาหารจะไม่ส่งผลต่อกระบวนการนี้แต่อย่างใด

แคลเซียมเกือบทั้งหมดของร่างกาย (1 ถึง 1.5 กก.) พบได้ในกระดูกและฟัน แคลเซียมเกี่ยวข้องกับกระบวนการปลุกปั่นของเนื้อเยื่อประสาท การหดตัวของกล้ามเนื้อ กระบวนการแข็งตัวของเลือด เป็นส่วนหนึ่งของนิวเคลียสและเยื่อหุ้มเซลล์ ของเหลวในเซลล์และเนื้อเยื่อ มีฤทธิ์ต้านการแพ้และต้านการอักเสบ ป้องกันภาวะกรด และกระตุ้น จำนวนเอนไซม์และฮอร์โมน แคลเซียมยังมีส่วนร่วมในการควบคุมการซึมผ่าน เยื่อหุ้มเซลล์มีผลตรงกันข้าม

สัญญาณของการขาดแคลเซียม

สัญญาณของการขาดแคลเซียมในร่างกายมีดังนี้:

• ความกังวลใจ, อารมณ์แย่ลง;
• หัวใจเต้นเร็ว
• การชักอาการชาที่แขนขา;
• การชะลอตัวของการเจริญเติบโตและเด็ก
• ความดันโลหิตสูง
• การแยกและความเปราะของเล็บ
• อาการปวดข้อลด "เกณฑ์ความเจ็บปวด";
• มีประจำเดือนหนัก

สาเหตุของการขาดแคลเซียม

สาเหตุของการขาดแคลเซียม ได้แก่ การรับประทานอาหารที่ไม่สมดุล (โดยเฉพาะการอดอาหาร) ปริมาณแคลเซียมในอาหารต่ำ การสูบบุหรี่และการติดกาแฟและเครื่องดื่มที่มีคาเฟอีน โรคแบคทีเรียผิดปกติ โรคไต โรคต่อมไทรอยด์ การตั้งครรภ์ ให้นมบุตร และวัยหมดประจำเดือน

แคลเซียมส่วนเกินซึ่งอาจเกิดขึ้นได้จากการบริโภคผลิตภัณฑ์จากนมมากเกินไปหรือการใช้ยาที่ไม่สามารถควบคุมได้ มีลักษณะคือกระหายน้ำมาก คลื่นไส้ อาเจียน เบื่ออาหาร อ่อนแรง และปัสสาวะมากขึ้น

การใช้แคลเซียมในชีวิต

แคลเซียมพบการประยุกต์ใช้ในการผลิตยูเรเนียมโลหะความร้อนในรูปของสารประกอบธรรมชาติที่ใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตยิปซั่มและซีเมนต์เป็นวิธีการฆ่าเชื้อ (ที่รู้จักกันดี สารฟอกขาว).

แคลเซียม อยู่ในยุคหลักที่ 4 กลุ่มที่ 2 กลุ่มย่อยหลักหมายเลขลำดับขององค์ประกอบคือ 20 ตามตารางธาตุของ Mendeleev น้ำหนักอะตอมของแคลเซียมคือ 40.08 สูตร ออกไซด์ที่สูงขึ้น- อบต. แคลเซียมมีชื่อภาษาละติน แคลเซียมดังนั้นสัญลักษณ์อะตอมของธาตุคือ Ca

ลักษณะของแคลเซียมที่เป็นสารธรรมดา

ภายใต้สภาวะปกติ แคลเซียมจะเป็นโลหะสีขาวเงิน มีฤทธิ์ทางเคมีสูง ธาตุนี้สามารถสร้างสารประกอบหลายประเภทได้ องค์ประกอบนี้มีคุณค่าสำหรับการสังเคราะห์ทางเคมีทางเทคนิคและอุตสาหกรรม โลหะแพร่หลายในเปลือกโลก: ส่วนแบ่งประมาณ 1.5% แคลเซียมอยู่ในกลุ่มของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ท: เมื่อละลายในน้ำจะทำให้เกิดด่าง แต่โดยธรรมชาติแล้วจะเกิดขึ้นในรูปของแร่ธาตุหลายชนิดและ น้ำทะเลมีแคลเซียมที่มีความเข้มข้นสูง (400 มก./ลิตร)

โซเดียมบริสุทธิ์

ลักษณะของแคลเซียมขึ้นอยู่กับโครงสร้างของโครงผลึก องค์ประกอบนี้มีสองประเภท: ลูกบาศก์ใบหน้าเป็นศูนย์กลางและปริมาตรเป็นศูนย์กลาง ประเภทของพันธะในโมเลกุลคือโลหะ

แหล่งแคลเซียมตามธรรมชาติ:

• อะพาไทต์;
• เศวตศิลา;
• ยิปซั่ม;
• แคลไซต์;
• ฟลูออไรต์;
• โดโลไมต์

สมบัติทางกายภาพของแคลเซียมและวิธีการได้โลหะ

ภายใต้สภาวะปกติจะพบแคลเซียมในของแข็ง สถานะของการรวมตัว- โลหะละลายที่อุณหภูมิ 842 °C แคลเซียมเป็นตัวนำไฟฟ้าและความร้อนที่ดี เมื่อถูกความร้อน มันจะเปลี่ยนเป็นของเหลวก่อนแล้วจึงกลายเป็นไอ และสูญเสียคุณสมบัติของโลหะไป โลหะมีความอ่อนมากและสามารถตัดด้วยมีดได้ เดือดที่อุณหภูมิ 1484 °C

ภายใต้ความกดดัน แคลเซียมจะสูญเสียคุณสมบัติทางโลหะและค่าการนำไฟฟ้า แต่แล้วคุณสมบัติของโลหะก็กลับคืนมาและคุณสมบัติของตัวนำยิ่งยวดก็ปรากฏขึ้น ซึ่งมีสมรรถนะสูงกว่าคุณสมบัติอื่นหลายเท่า

เป็นเวลานานที่ไม่สามารถรับแคลเซียมโดยไม่มีสิ่งเจือปนได้เนื่องจากมีฤทธิ์ทางเคมีสูงองค์ประกอบนี้จึงไม่เกิดขึ้นในธรรมชาติในรูปแบบบริสุทธิ์ รายการถูกเปิดใน ต้น XIXศตวรรษ. แคลเซียมในฐานะโลหะถูกสังเคราะห์ครั้งแรกโดยนักเคมีชาวอังกฤษ ฮัมฟรีย์ เดวี นักวิทยาศาสตร์ค้นพบลักษณะเฉพาะของปฏิกิริยาระหว่างการละลายของแร่ธาตุแข็งและเกลือด้วย ไฟฟ้าช็อต- ปัจจุบันนี้ การแยกเกลือแคลเซียมด้วยไฟฟ้า (ส่วนผสมของแคลเซียมและโพแทสเซียมคลอไรด์ ส่วนผสมของฟลูออไรด์และแคลเซียมคลอไรด์) ยังคงเป็นวิธีที่เกี่ยวข้องมากที่สุดในการผลิตโลหะ นอกจากนี้ แคลเซียมยังถูกสกัดจากออกไซด์โดยใช้อะลูมิเนียมอุณหภูมิ ซึ่งเป็นวิธีการทั่วไปในโลหะวิทยา

คุณสมบัติทางเคมีของแคลเซียม

แคลเซียม - โลหะที่ใช้งานอยู่เข้าไปมีปฏิสัมพันธ์มากมาย ภายใต้สภาวะปกติ มันจะทำปฏิกิริยาได้ง่ายโดยสร้างสารประกอบไบนารีที่เกี่ยวข้อง: กับออกซิเจน ฮาโลเจน คลิกเพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับสารประกอบแคลเซียม เมื่อถูกความร้อน แคลเซียมจะทำปฏิกิริยากับไนโตรเจน ไฮโดรเจน คาร์บอน ซิลิคอน โบรอน ฟอสฟอรัส ซัลเฟอร์ และสารอื่นๆ ในที่โล่ง มันจะทำปฏิกิริยากับออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ทันที และถูกเคลือบด้วยสีเทา

ทำปฏิกิริยาอย่างรุนแรงกับกรด และบางครั้งก็ลุกติดไฟได้ ในเกลือจะมีการจัดแสดงแคลเซียม คุณสมบัติที่น่าสนใจ- ตัวอย่างเช่น หินงอกหินย้อยในถ้ำ ได้แก่ แคลเซียมคาร์บอเนต ซึ่งค่อยๆ ก่อตัวขึ้นจากน้ำ คาร์บอนไดออกไซด์ และไบคาร์บอเนตอันเป็นผลมาจากกระบวนการภายในน้ำใต้ดิน

เนื่องจากมีฤทธิ์สูงในสภาวะปกติ แคลเซียมจึงถูกเก็บไว้ในห้องปฏิบัติการในภาชนะแก้วที่ปิดสนิทภายใต้ชั้นพาราฟินหรือน้ำมันก๊าด ปฏิกิริยาเชิงคุณภาพสำหรับแคลเซียมไอออน - สีของเปลวไฟเป็นสีแดงอิฐแดง

แคลเซียมเปลี่ยนเป็นเปลวไฟสีแดง

โลหะในองค์ประกอบของสารประกอบสามารถระบุได้ด้วยการตกตะกอนที่ไม่ละลายน้ำของเกลือบางชนิดขององค์ประกอบ (ฟลูออไรด์, คาร์บอเนต, ซัลเฟต, ซิลิเกต, ฟอสเฟต, ซัลไฟต์)

ปฏิกิริยาของน้ำกับแคลเซียม

แคลเซียมจะถูกเก็บไว้ในขวดใต้ชั้นของเหลวป้องกัน เพื่อสาธิตปฏิกิริยาของน้ำและแคลเซียม คุณไม่สามารถนำโลหะออกมาแล้วตัดชิ้นที่ต้องการออกได้ การใช้โลหะแคลเซียมในห้องปฏิบัติการในรูปแบบของขี้กบง่ายกว่า

หากไม่มีเศษโลหะและมีแคลเซียมก้อนใหญ่อยู่ในขวด คุณจะต้องใช้คีมหรือค้อน แคลเซียมชิ้นสำเร็จรูปตามขนาดที่ต้องการจะถูกวางในขวดหรือแก้วน้ำ เศษแคลเซียมวางอยู่ในชามในถุงผ้ากอซ

แคลเซียมจมลงด้านล่าง และเริ่มปล่อยไฮโดรเจน (เริ่มแรกตรงบริเวณที่มีการแตกหักของโลหะใหม่) ก๊าซจะค่อยๆ ถูกปล่อยออกมาจากผิวแคลเซียม กระบวนการนี้คล้ายกับการเดือดอย่างรุนแรง และในขณะเดียวกันก็เกิดการตกตะกอนของแคลเซียมไฮดรอกไซด์ (ปูนขาว)

ปูนขาว

แคลเซียมชิ้นหนึ่งลอยขึ้นไปติดอยู่ในฟองไฮโดรเจน หลังจากผ่านไปประมาณ 30 วินาที แคลเซียมจะละลายและน้ำจะเปลี่ยนเป็นสีขาวขุ่นเนื่องจากการก่อตัวของสารแขวนลอยไฮดรอกไซด์ หากปฏิกิริยาไม่ได้ดำเนินการในบีกเกอร์ แต่ในหลอดทดลอง คุณสามารถสังเกตการปล่อยความร้อนได้: หลอดทดลองจะร้อนอย่างรวดเร็ว ปฏิกิริยาของแคลเซียมกับน้ำไม่ได้จบลงด้วยการระเบิดที่รุนแรง แต่ปฏิกิริยาของสารทั้งสองดำเนินไปอย่างแข็งแกร่งและดูน่าทึ่ง ประสบการณ์นั้นปลอดภัย

หากถุงที่มีแคลเซียมเหลืออยู่ถูกเอาออกจากน้ำและเก็บไว้ในอากาศหลังจากนั้นครู่หนึ่งอันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นจะเกิดขึ้นความร้อนแรงและแคลเซียมที่เหลืออยู่ในผ้ากอซจะเดือด หากส่วนหนึ่งของสารละลายที่มีเมฆมากถูกกรองผ่านกรวยลงในแก้ว เมื่อก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ CO₂ ถูกส่งผ่านสารละลาย จะเกิดการตกตะกอน สิ่งนี้ไม่ต้องการคาร์บอนไดออกไซด์ - คุณสามารถเป่าลมที่หายใจออกเข้าไปในสารละลายผ่านหลอดแก้วได้

อิเล็กโทรเนกาติวีตี้ 1.00 (สเกลพอลลิ่ง) ศักยภาพของอิเล็กโทรด −2,76 สถานะออกซิเดชัน 2 พลังงานไอออไนเซชัน
(อิเล็กตรอนตัวแรก) 589.4 (6.11) กิโลจูล/โมล (eV) คุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์ สารง่ายๆ ความหนาแน่น (ที่สภาวะปกติ) 1.55 ก./ซม.3 จุดหลอมเหลว 1112 เค; 838.85 องศาเซลเซียส จุดเดือด 1757 เค; 1483.85 องศาเซลเซียส อู๊ด ความร้อนของการหลอมรวม 9.20 กิโลจูล/โมล อู๊ด ความร้อนของการกลายเป็นไอ 153.6 กิโลจูล/โมล ความจุความร้อนของกราม 25.9 J/(K โมล) ปริมาณฟันกราม 29.9 ซม.ลูกบาศก์/โมล โครงตาข่ายคริสตัลของสารธรรมดา โครงสร้างขัดแตะ ใบหน้าลูกบาศก์เป็นศูนย์กลาง พารามิเตอร์ขัดแตะ 5,580 อุณหภูมิเดบาย 230 ลักษณะอื่นๆ การนำความร้อน (300 K) (201) W/(ม.K) หมายเลข CAS 7440-70-2 สเปกตรัมการปล่อย

ประวัติและที่มาของชื่อ

ชื่อของธาตุมาจากภาษาละติน calx (ในกรณีสัมพันธการก แคลเซียม) - "มะนาว", "หินอ่อน" เสนอโดยนักเคมีชาวอังกฤษ ฮัมฟรีย์ เดวี ซึ่งแยกโลหะแคลเซียมด้วยวิธีอิเล็กโทรไลต์ในปี 1808 เดวีนำส่วนผสมของปูนขาวเปียกไปทำอิเล็กโทรลิซิสบนแผ่นแพลตตินัมซึ่งทำหน้าที่เป็นขั้วบวก แคโทดเป็นลวดแพลตตินัมที่แช่อยู่ในของเหลว จากผลของอิเล็กโทรไลซิส ทำให้ได้แคลเซียมอะมัลกัม หลังจากกลั่นสารปรอทแล้ว เดวีก็ได้รับโลหะที่เรียกว่าแคลเซียม

ไอโซโทป

แคลเซียมเกิดขึ้นในธรรมชาติโดยมีส่วนผสมของไอโซโทป 6 ชนิด ได้แก่ 40 Ca, 42 Ca, 43 Ca, 44 Ca, 46 Ca และ 48 Ca ซึ่งพบมากที่สุด - 40 Ca - คือ 96.97% นิวเคลียสของแคลเซียมมีจำนวนโปรตอนมหัศจรรย์: ซี= 20 . ไอโซโทป 40
20Ca20
และ 48
20 แคลิฟอร์เนีย 28
คือสองในห้านิวเคลียสเวทมนตร์ทวีคูณที่มีอยู่ในธรรมชาติ

จากไอโซโทปธรรมชาติของแคลเซียมทั้งหก มีห้าไอโซโทปที่มีความเสถียร ไอโซโทปที่หก 48 Ca ซึ่งหนักที่สุดในบรรดาไอโซโทปทั้งหกและหายากมาก (ความอุดมสมบูรณ์ของไอโซโทปเพียง 0.187%) ผ่านการสลายเบต้าสองเท่าโดยมีครึ่งชีวิต (4.39 ± 0.58)⋅10 เป็นเวลา 19 ปี

ในหินและแร่ธาตุ

แคลเซียมซึ่งอพยพอย่างแรงในเปลือกโลกและสะสมอยู่ในระบบธรณีเคมีต่างๆ ก่อให้เกิดแร่ธาตุ 385 ชนิด (ปริมาณแร่ธาตุมากเป็นอันดับสี่)

แคลเซียมส่วนใหญ่มีอยู่ในซิลิเกตและอะลูมิโนซิลิเกตของหินต่าง ๆ (หินแกรนิต gneisses ฯลฯ ) โดยเฉพาะในเฟลด์สปาร์ - อนอร์ไทต์แคลิฟอร์เนีย

แร่ธาตุแคลเซียม เช่น แคลไซต์ CaCO 3 , แอนไฮไดรต์ CaSO 4 , เศวตศิลา CaSO 4 ·0.5H 2 O และยิปซั่ม CaSO 4 ·2H 2 O, ฟลูออไรต์ CaF 2 , อะพาไทต์ Ca 5 (PO 4) 3 (F,Cl, OH), โดโลไมต์ MgCO 3 ·CaCO 3 . การมีเกลือแคลเซียมและแมกนีเซียมอยู่ในน้ำธรรมชาติจะเป็นตัวกำหนดความกระด้าง

หินตะกอนที่ประกอบด้วยแคลไซต์ที่เข้ารหัสลับเป็นส่วนใหญ่คือหินปูน (หนึ่งในนั้นคือชอล์ก) การแปรสภาพในระดับภูมิภาคเปลี่ยนหินปูนเป็นหินอ่อน

การอพยพในเปลือกโลก

ในการอพยพตามธรรมชาติของแคลเซียม "สมดุลคาร์บอเนต" มีบทบาทสำคัญซึ่งเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาย้อนกลับของปฏิกิริยาของแคลเซียมคาร์บอเนตกับน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ด้วยการก่อตัวของไบคาร์บอเนตที่ละลายน้ำได้:

C a C O 3 + H 2 O + C O 2 ⇄ C a (H C O 3) 2 ⇄ C a 2 + + 2 H C O 3 − (\displaystyle (\mathsf (CaCO_(3)+H_(2)O+CO_(2) )\ลูกศรขวาซ้าย Ca(HCO_(3))_(2)\ลูกศรขวาซ้าย Ca^(2+)+2HCO_(3)^(-))))

(สมดุลเลื่อนไปทางซ้ายหรือขวาขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์)

การโยกย้ายทางชีวภาพมีบทบาทอย่างมาก

ในชีวมณฑล

สารประกอบแคลเซียมพบได้ในเนื้อเยื่อของสัตว์และพืชเกือบทั้งหมด (ดูด้านล่าง) พบแคลเซียมจำนวนมากในสิ่งมีชีวิต ดังนั้น ไฮดรอกซีอะพาไทต์ Ca 5 (PO 4) 3 OH หรือในอีกรายการหนึ่ง 3Ca 3 (PO 4) 2 ·Ca(OH) 2 จึงเป็นพื้นฐานของเนื้อเยื่อกระดูกของสัตว์มีกระดูกสันหลัง รวมถึงมนุษย์ด้วย เปลือกและเปลือกของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง เปลือกไข่ ฯลฯ หลายชนิดทำมาจากแคลเซียมคาร์บอเนต CaCO 3 ในเนื้อเยื่อที่มีชีวิตของมนุษย์และสัตว์มี Ca 1.4-2% (ตาม เศษส่วนมวล- ในร่างกายมนุษย์ที่มีน้ำหนัก 70 กก. มีปริมาณแคลเซียมประมาณ 1.7 กก. (ส่วนใหญ่อยู่ในสารระหว่างเซลล์ของเนื้อเยื่อกระดูก)

ใบเสร็จ

แคลเซียมโลหะอิสระได้มาโดยอิเล็กโทรลิซิสของของเหลวที่ประกอบด้วย CaCl 2 (75-80%) และ KCl หรือจาก CaCl 2 และ CaF 2 รวมถึงการลดปริมาณอะลูมิเนียมความร้อนของ CaO ที่อุณหภูมิ 1170-1200 °C 4 C a O + 2 A l → C a A l 2 O 4 + 3 C a (\displaystyle (\mathsf (4CaO+2Al\rightarrow CaAl_(2)O_(4)+3Ca)))

คุณสมบัติทางกายภาพ

โลหะแคลเซียมมีอยู่ในการดัดแปลงแบบ allotropic สองแบบ คงที่ได้ถึง 443 °C α-Caมีโครงตาข่ายวางตรงกลางลูกบาศก์ (พารามิเตอร์ ก= 0.558 นาโนเมตร) มีเสถียรภาพมากขึ้น β-Caมีโครงขัดแตะแบบลูกบาศก์ตรงกลาง แอลฟา-เฟ(พารามิเตอร์ ก= 0.448 นาโนเมตร- เอนทาลปีมาตรฐาน Δ H 0 (\displaystyle \Delta H^(0))การเปลี่ยนแปลง α → β คือ 0.93 กิโลจูล/โมล

เมื่อความดันเพิ่มขึ้นทีละน้อย มันเริ่มแสดงคุณสมบัติของเซมิคอนดักเตอร์ แต่จะไม่กลายเป็นเซมิคอนดักเตอร์ในความหมายที่สมบูรณ์ (มันไม่ใช่โลหะอีกต่อไป) เมื่อความดันเพิ่มขึ้นอีก มันจะกลับสู่สถานะโลหะและเริ่มแสดงคุณสมบัติของตัวนำยิ่งยวด (อุณหภูมิของตัวนำยิ่งยวดสูงกว่าอุณหภูมิของปรอทถึงหกเท่า และสูงกว่าองค์ประกอบอื่นๆ ทั้งหมดในการนำไฟฟ้ามาก) พฤติกรรมเฉพาะของแคลเซียมนั้นคล้ายคลึงกับสตรอนเซียมหลายประการ (เช่น คล้ายคลึงกัน) ตารางธาตุจะถูกบันทึกไว้)

คุณสมบัติทางเคมี

ในชุดค่าศักย์ไฟฟ้ามาตรฐาน แคลเซียมจะอยู่ทางด้านซ้ายของไฮโดรเจน ศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานของคู่ Ca 2+ /Ca 0 คือ −2.84 V ดังนั้นแคลเซียมจะทำปฏิกิริยากับน้ำอย่างแข็งขัน แต่ไม่มีการจุดระเบิด:

ค ก + 2 H 2 O → ค (OH) 2 + H 2 .

(\displaystyle (\mathsf (Ca+2H_(2)O\rightarrow Ca(OH)_(2)+H_(2)\uparrow .)))

แอปพลิเคชัน

การมีอยู่ของแคลเซียมไบคาร์บอเนตที่ละลายในน้ำส่วนใหญ่จะเป็นตัวกำหนดความกระด้างชั่วคราวของน้ำ เรียกว่าชั่วคราว เพราะเมื่อน้ำเดือด ไบคาร์บอเนตจะสลายตัว และ CaCO 3 จะตกตะกอน ปรากฏการณ์นี้นำไปสู่ความจริงที่ว่าตะกรันก่อตัวในกาต้มน้ำเมื่อเวลาผ่านไป

แคลเซียมถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในโลหะวิทยาเพื่อการกำจัดออกซิเดชั่นของเหล็ก ร่วมกับอะลูมิเนียมหรือใช้ร่วมกับแคลเซียม การแปรรูปพิเศษจากเตาหลอมด้วยลวดที่มีแคลเซียมครองตำแหน่งผู้นำเนื่องจากอิทธิพลหลายปัจจัยของแคลเซียมต่อสถานะทางเคมีกายภาพของการหลอมเหลว โครงสร้างมหภาคและจุลภาคของโลหะ คุณภาพและคุณสมบัติของผลิตภัณฑ์โลหะ และเป็นส่วนสำคัญ ส่วนหนึ่งของเทคโนโลยีการผลิตเหล็ก ในโลหะวิทยาสมัยใหม่ ลวดฉีดใช้ในการแนะนำแคลเซียมเข้าไปในวัสดุหลอม ซึ่งได้แก่ แคลเซียม (บางครั้งอาจเป็นซิลิโคแคลเซียมหรืออลูมิโนแคลเซียม) ในรูปของผงหรือโลหะอัดในปลอกเหล็ก ควบคู่ไปกับการกำจัดออกซิเดชัน (การกำจัดออกซิเจนที่ละลายในเหล็ก) การใช้แคลเซียมทำให้สามารถได้รับการรวมตัวที่ไม่ใช่โลหะซึ่งเอื้ออำนวยต่อธรรมชาติ องค์ประกอบ และรูปร่าง และไม่ถูกทำลายในระหว่างการดำเนินการทางเทคโนโลยีเพิ่มเติม

ไอโซโทป 48 Ca เป็นหนึ่งในวัสดุที่มีประสิทธิภาพและใช้กันมากที่สุดสำหรับการผลิตธาตุหนักยิ่งยวดและการค้นพบธาตุใหม่ในตารางธาตุ เนื่องจากแคลเซียม-48 เป็นนิวเคลียสวิเศษสองเท่า ดังนั้นความเสถียรของมันจึงทำให้มีนิวตรอนอุดมเพียงพอสำหรับนิวเคลียสเบา การสังเคราะห์นิวเคลียสที่หนักยิ่งยวดต้องใช้นิวตรอนมากเกินไป

บทบาททางชีวภาพ

ความเข้มข้นของแคลเซียมในเลือดเนื่องจากมีความสำคัญต่อกระบวนการสำคัญจำนวนมากจึงได้รับการควบคุมอย่างแม่นยำ และด้วยโภชนาการที่เหมาะสมและการบริโภคผลิตภัณฑ์นมไขมันต่ำและวิตามินดีอย่างเพียงพอ การขาดแคลเซียมจะไม่เกิดขึ้น การขาดแคลเซียมและ/หรือวิตามินดีในอาหารในระยะยาวจะเพิ่มความเสี่ยงต่อโรคกระดูกพรุน และในวัยเด็กทำให้เกิดโรคกระดูกอ่อน

หมายเหตุ

1. ความแข็งของบริเนล 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, เกล็นดา โอคอนเนอร์, โธมัส วอลซิก, ชิเกอ โยเนดะ, เซียงคุน จูน้ำหนักอะตอมขององค์ประกอบปี 2554 (รายงานทางเทคนิคของ IUPAC) // เคมีบริสุทธิ์และเคมีประยุกต์ - 2556. - ฉบับที่. 85 ไม่ใช่ 5. - หน้า 1047-1078. - ดอย:10.1351/PAC-REP-13-03-02.
3. ทีมบรรณาธิการ: Knunyants I. L. (หัวหน้าบรรณาธิการ)สารานุกรมเคมี 5 เล่ม - มอสโก: สารานุกรมโซเวียต, 1990. - ต. 2. - หน้า 293. - 671 น. - 100,000 เล่ม
4. ไรลีย์ เจ.พี. และสเคอร์โรว์ จี.สมุทรศาสตร์เคมี ฉบับที่ 1, 1965
5. พริตเชนโก บี.ระบบของครึ่งชีวิตของการประเมินการสลายตัวของเบต้าคู่ // เอกสารข้อมูลนิวเคลียร์ - 2557. - มิถุนายน (ฉบับที่ 120). - หน้า 102-105. - ISSN 0090-3752. - ดอย:10.1016/j.nds.2014.07.018.[เพื่อแก้ไข]
6. พริตเชนโก บี. รายการค่าการสลายตัวของ Double Beta (ββ) ที่นำมาใช้ (ไม่ได้กำหนด) - ศูนย์ข้อมูลนิวเคลียร์แห่งชาติ ห้องปฏิบัติการแห่งชาติบรูกเฮเวน สืบค้นเมื่อวันที่ 6 ธันวาคม 2558.
7. คู่มือนักเคมี / คณะกรรมการบรรณาธิการ: Nikolsky B. P. et al. - ฉบับที่ 2 แก้ไขแล้ว - ม.-ล.: เคมี พ.ศ. 2509 - ต. 1. - 1,072 หน้า
8. หนังสือพิมพ์. RU: องค์ประกอบความดัน
9. แคลเซียม // สารานุกรมแห่งสหภาพโซเวียตผู้ยิ่งใหญ่: [ใน 30 เล่ม] / ch. เอ็ด อ.เอ็ม. โปรโครอฟ- - ฉบับที่ 3 - อ.: สารานุกรมโซเวียต, พ.ศ. 2512-2521
10. Dyudkin D.A., Kisilenko V.V.อิทธิพลของปัจจัยต่างๆ ต่อการดูดซึมแคลเซียมจากลวดฟลักซ์คอร์ที่มีตัวเติมเชิงซ้อน SK40 (รัสเซีย) // Electrometallurgy: Journal. - 2552. - พฤษภาคม (ฉบับที่ 5). - ป.2-6.
11. มิคาอิลอฟ จี.จี., เชอร์โนวา แอล.เอ.การวิเคราะห์ทางอุณหพลศาสตร์ของกระบวนการดีออกซิเดชันของเหล็กด้วยแคลเซียมและอลูมิเนียม (รัสเซีย) // โลหะวิทยา: วารสาร - 2551. - มีนาคม (ฉบับที่ 3). - ป. 6-8.
12. แบบจำลองเชลล์ของนิวเคลียส
13. คณะกรรมการสถาบันการแพทย์ (สหรัฐอเมริกา) เพื่อทบทวนการบริโภคอาหารอ้างอิงสำหรับวิตามินดีและแคลเซียม Ross AC, Taylor CL, Yaktine AL, Del Valle HB, บรรณาธิการ (2011)

ในบรรดาองค์ประกอบทั้งหมดของตารางธาตุ สามารถระบุได้หลายอย่าง โดยที่ไม่เพียงแต่โรคต่างๆ จะพัฒนาในสิ่งมีชีวิตเท่านั้น แต่โดยทั่วไปแล้ว เป็นไปไม่ได้ที่จะมีชีวิตอยู่และเติบโตตามปกติ หนึ่งในนั้นคือแคลเซียม

ที่น่าสนใจคือเมื่อเราพูดถึงโลหะชนิดนี้ว่าเป็นสารธรรมดา มันไม่มีประโยชน์ต่อมนุษย์เลยแม้แต่น้อย อย่างไรก็ตาม ทันทีที่คุณพูดถึงไอออน Ca 2+ มีหลายประเด็นที่แสดงถึงความสำคัญของไอออนเหล่านี้เกิดขึ้นทันที

ตำแหน่งของแคลเซียมในตารางธาตุ

การระบุลักษณะของแคลเซียมก็เหมือนกับองค์ประกอบอื่นๆ โดยเริ่มต้นด้วยการระบุตำแหน่งในตารางธาตุ ท้ายที่สุดแล้ว มันทำให้สามารถเรียนรู้ได้มากมายเกี่ยวกับอะตอมที่กำหนด:

• ประจุนิวเคลียร์
• จำนวนอิเล็กตรอนและโปรตอน นิวตรอน
• สถานะออกซิเดชันสูงสุดและต่ำสุด
• การกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์และสิ่งสำคัญอื่น ๆ

องค์ประกอบที่เรากำลังพิจารณานั้นอยู่ในคาบหลักที่สี่ของกลุ่มที่สองซึ่งเป็นกลุ่มย่อยหลักและมีหมายเลขซีเรียลเป็น 20 นอกจากนี้ตารางธาตุเคมียังแสดงน้ำหนักอะตอมของแคลเซียม - 40.08 ซึ่งเป็นค่าเฉลี่ยของ ไอโซโทปที่มีอยู่ของอะตอมที่กำหนด

สถานะออกซิเดชันเป็นหนึ่งคงที่เสมอเท่ากับ +2 สูตร CaO ชื่อละตินของธาตุคือแคลเซียม จึงเป็นสัญลักษณ์ของอะตอม Ca

ลักษณะของแคลเซียมที่เป็นสารธรรมดา

ภายใต้สภาวะปกติ ธาตุนี้จะเป็นโลหะ มีสีขาวเงิน สูตรแคลเซียมที่เป็นสารอย่างง่ายคือ Ca เนื่องจากมีฤทธิ์ทางเคมีสูง จึงสามารถสร้างสารประกอบหลายชนิดที่อยู่ในประเภทต่างๆ ได้

ในสถานะการรวมตัวที่มั่นคง มันไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของร่างกายมนุษย์ ดังนั้นจึงมีความสำคัญสำหรับความต้องการทางอุตสาหกรรมและทางเทคนิค (ส่วนใหญ่เป็นการสังเคราะห์ทางเคมี)

เป็นโลหะชนิดหนึ่งที่พบมากที่สุดในเปลือกโลก ประมาณ 1.5% มันอยู่ในกลุ่มอัลคาไลน์เอิร์ธเนื่องจากเมื่อละลายในน้ำจะทำให้เกิดด่าง แต่โดยธรรมชาติแล้วจะพบได้ในรูปของแร่ธาตุและเกลือหลายชนิด มีแคลเซียมจำนวนมาก (400 มก./ล.) รวมอยู่ในน้ำทะเล

ตาข่ายคริสตัล

ลักษณะของแคลเซียมอธิบายได้จากโครงสร้างของโครงผลึกซึ่งมีได้สองประเภท (เนื่องจากมีรูปแบบอัลฟ่าและเบต้า):

• ใบหน้าลูกบาศก์เป็นศูนย์กลาง;
• ปริมาณเป็นศูนย์กลาง

ประเภทของพันธะในโมเลกุลคือโลหะ ที่บริเวณโครงตาข่ายก็มีอะตอมไอออนเหมือนโลหะทุกชนิด

อยู่ในธรรมชาติ

มีสารหลักหลายชนิดในธรรมชาติที่มีองค์ประกอบนี้

1. น้ำทะเล.
2. หินและแร่ธาตุ
3. สิ่งมีชีวิต (เปลือกหอยและเปลือกหอย เนื้อเยื่อกระดูก ฯลฯ)
4. น้ำบาดาลในเปลือกโลก

หินและแร่ธาตุประเภทต่อไปนี้สามารถระบุได้ว่าเป็นแหล่งแคลเซียมตามธรรมชาติ

1. โดโลไมต์เป็นส่วนผสมของแคลเซียมและแมกนีเซียมคาร์บอเนต
2. ฟลูออไรต์คือแคลเซียมฟลูออไรด์
3. ยิปซั่ม - CaSO 4 2H 2 O
4. แคลไซต์ - ชอล์ก หินปูน หินอ่อน - แคลเซียมคาร์บอเนต
5. เศวตศิลา - CaSO 4 ·0.5H 2 O.
6. ไม่แยแส

โดยรวมแล้วมีแร่ธาตุและหินประมาณ 350 ชนิดที่มีแคลเซียม

วิธีการได้รับ

เป็นเวลานานที่ไม่สามารถแยกโลหะออกจากรูปแบบอิสระได้ เนื่องจากมีกิจกรรมทางเคมีสูงและไม่สามารถพบได้ในธรรมชาติในรูปแบบบริสุทธิ์ ดังนั้นจนถึงศตวรรษที่ 19 (พ.ศ. 2351) องค์ประกอบที่เป็นปัญหาจึงเป็นปริศนาอีกประการหนึ่งที่เกิดจากตารางธาตุ

นักเคมีชาวอังกฤษ ฮัมฟรีย์ เดวี สามารถสังเคราะห์แคลเซียมในรูปของโลหะได้ เขาเป็นคนแรกที่ค้นพบลักษณะเฉพาะของปฏิกิริยาของการละลายของแร่ธาตุแข็งและเกลือด้วยกระแสไฟฟ้า ปัจจุบัน วิธีที่เกี่ยวข้องมากที่สุดเพื่อให้ได้โลหะนี้คือกระบวนการอิเล็กโทรลิซิสของเกลือ เช่น:

• ส่วนผสมของแคลเซียมและโพแทสเซียมคลอไรด์
• ส่วนผสมของฟลูออไรด์และแคลเซียมคลอไรด์

นอกจากนี้ยังสามารถสกัดแคลเซียมจากออกไซด์ได้โดยใช้อะลูมิเนียมอุณหภูมิ ซึ่งเป็นวิธีการทั่วไปในโลหะวิทยา

คุณสมบัติทางกายภาพ

ลักษณะของแคลเซียมตามพารามิเตอร์ทางกายภาพสามารถอธิบายได้หลายจุด

1. สถานะของการรวมตัวจะมั่นคงภายใต้สภาวะปกติ
2. จุดหลอมเหลว - 842 0 C
3. โลหะมีความอ่อนและสามารถตัดด้วยมีดได้
4. สี-เงิน-ขาวมันเงา
5. มีคุณสมบัติเป็นสื่อกระแสไฟฟ้าและนำความร้อนได้ดี
6. เมื่อถูกความร้อนเป็นเวลานาน มันจะกลายเป็นของเหลว จากนั้นจึงกลายเป็นไอ ทำให้สูญเสียคุณสมบัติของโลหะ จุดเดือด 1484 0 ซ.

คุณสมบัติทางกายภาพของแคลเซียมมีลักษณะเฉพาะประการหนึ่ง เมื่อกดลงบนโลหะ ในบางช่วงเวลา โลหะจะสูญเสียคุณสมบัติของโลหะและความสามารถในการนำไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม ด้วยการสัมผัสที่เพิ่มขึ้นอีก มันจะถูกฟื้นฟูอีกครั้งและแสดงตัวว่าเป็นตัวนำยิ่งยวด ซึ่งมีตัวบ่งชี้เหล่านี้สูงกว่าองค์ประกอบอื่น ๆ หลายเท่า

คุณสมบัติทางเคมี

กิจกรรมของโลหะนี้สูงมาก ดังนั้นจึงมีปฏิกิริยาหลายอย่างที่แคลเซียมเข้าไป ปฏิกิริยากับอโลหะทั้งหมดเป็นเรื่องปกติสำหรับเขา เพราะในฐานะตัวรีดิวซ์เขามีความแข็งแรงมาก

1. ภายใต้สภาวะปกติ มันจะตอบสนองอย่างง่ายดายเพื่อสร้างสิ่งที่สอดคล้องกัน สารประกอบไบนารีด้วย: ฮาโลเจน, ออกซิเจน
2. เมื่อถูกความร้อน: ไฮโดรเจน ไนโตรเจน คาร์บอน ซิลิคอน ฟอสฟอรัส โบรอน ซัลเฟอร์ และอื่นๆ
3. ในที่โล่งมันจะทำปฏิกิริยากับคาร์บอนไดออกไซด์และออกซิเจนทันที และถูกเคลือบด้วยสีเทา
4. ทำปฏิกิริยาอย่างรุนแรงกับกรด บางครั้งทำให้เกิดการอักเสบ

คุณสมบัติที่น่าสนใจของแคลเซียมปรากฏขึ้นเมื่อพูดถึงเกลือ ดังนั้น ถ้ำที่สวยงามที่เติบโตบนเพดานและผนังจึงไม่มีอะไรมากไปกว่าการก่อตัวเมื่อเวลาผ่านไปจากน้ำ คาร์บอนไดออกไซด์ และไบคาร์บอเนตภายใต้อิทธิพลของกระบวนการภายในน้ำใต้ดิน

เมื่อพิจารณาถึงความกระฉับกระเฉงของโลหะในสถานะปกติ โลหะจะถูกเก็บไว้ในห้องปฏิบัติการ เช่นเดียวกับโลหะอัลคาไลน์ ในภาชนะแก้วสีเข้ม มีฝาปิดสนิท และใต้ชั้นน้ำมันก๊าดหรือพาราฟิน

ปฏิกิริยาเชิงคุณภาพต่อแคลเซียมไอออนคือการทำให้เปลวไฟมีสีแดงอิฐที่สวยงามและเข้มข้น คุณยังสามารถระบุโลหะในองค์ประกอบของสารประกอบได้ด้วยตะกอนที่ไม่ละลายน้ำของเกลือบางชนิด (แคลเซียมคาร์บอเนต ฟลูออไรด์ ซัลเฟต ฟอสเฟต ซิลิเกต ซัลไฟต์)

การเชื่อมต่อโลหะ

ประเภทของสารประกอบโลหะมีดังนี้:

• ออกไซด์;
• ไฮดรอกไซด์;
• เกลือแคลเซียม (ปานกลาง, เป็นกรด, พื้นฐาน, สองเท่า, เชิงซ้อน)

แคลเซียมออกไซด์ที่เรียกว่า CaO ใช้ในการสร้าง วัสดุก่อสร้าง(มะนาว). หากคุณดับออกไซด์ด้วยน้ำ คุณจะได้ไฮดรอกไซด์ที่สอดคล้องกันซึ่งแสดงคุณสมบัติของด่าง

ใหญ่ ความสำคัญในทางปฏิบัติมีเกลือแคลเซียมต่างกันซึ่งใช้ในภาคส่วนต่าง ๆ ของเศรษฐกิจ เราได้กล่าวไปแล้วข้างต้นว่ามีเกลือประเภทใดบ้าง ให้เรายกตัวอย่างประเภทของการเชื่อมต่อเหล่านี้

1. เกลือปานกลาง - คาร์บอเนต CaCO 3, ฟอสเฟต Ca 3 (PO 4) 2 และอื่น ๆ
2. กรด - ไฮโดรเจนซัลเฟต CaHSO 4
3. สารหลักคือไบคาร์บอเนต (CaOH) 3 PO 4
4. คอมเพล็กซ์ - Cl 2
5. สอง - 5Ca(NO 3) 2 *NH 4 NO 3 *10H 2 O.

แคลเซียมมีความสำคัญในรูปของสารประกอบประเภทนี้ ระบบชีวภาพเนื่องจากเกลือเป็นแหล่งของไอออนสำหรับร่างกาย

บทบาททางชีวภาพ

ทำไมแคลเซียมจึงมีความสำคัญต่อร่างกายมนุษย์? มีสาเหตุหลายประการ

1. มันเป็นไอออนขององค์ประกอบนี้ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของสารระหว่างเซลล์และของเหลวในเนื้อเยื่อซึ่งมีส่วนร่วมในการควบคุมกลไกการกระตุ้นการผลิตฮอร์โมนและสารสื่อประสาท
2. แคลเซียมสะสมอยู่ในกระดูกและเคลือบฟันในปริมาณประมาณ 2.5% ของน้ำหนักตัวทั้งหมด นี่เป็นจำนวนค่อนข้างมากและมีบทบาทสำคัญในการเสริมสร้างโครงสร้างเหล่านี้รักษาความแข็งแกร่งและความมั่นคงไว้ การเจริญเติบโตของร่างกายโดยปราศจากสิ่งนี้เป็นไปไม่ได้
3. การแข็งตัวของเลือดยังขึ้นอยู่กับไอออนที่เป็นปัญหาด้วย
4. มันเป็นส่วนหนึ่งของกล้ามเนื้อหัวใจซึ่งมีส่วนร่วมในการกระตุ้นและการหดตัว
5. เป็นผู้มีส่วนร่วมในกระบวนการ exocytosis และการเปลี่ยนแปลงภายในเซลล์อื่น ๆ

หากปริมาณแคลเซียมที่บริโภคไม่เพียงพอ โรคต่างๆ เช่น:

• โรคกระดูกอ่อน;
• โรคกระดูกพรุน;
• โรคเลือด

ปริมาณรายวันสำหรับผู้ใหญ่คือ 1,000 มก. และสำหรับเด็กอายุมากกว่า 9 ปีคือ 1,300 มก. เพื่อป้องกันส่วนเกินขององค์ประกอบนี้ในร่างกาย ไม่ควรเกินขนาดที่กำหนด มิฉะนั้นอาจเกิดโรคลำไส้ได้

สำหรับสิ่งมีชีวิตอื่นๆ แคลเซียมก็มีความสำคัญไม่น้อยไปกว่ากัน ตัวอย่างเช่นแม้ว่าหลายคนจะไม่มีโครงกระดูก แต่วิธีการเสริมความแข็งแกร่งภายนอกของพวกเขาก็คือการก่อตัวของโลหะนี้เช่นกัน ในหมู่พวกเขา:

• หอย;
• หอยแมลงภู่และหอยนางรม
• ฟองน้ำ;
• ติ่งปะการัง

พวกเขาทั้งหมดแบกอยู่บนหลังของพวกเขาหรือตามหลักการแล้วสร้างโครงกระดูกภายนอกบางอย่างในกระบวนการชีวิตที่ปกป้องพวกมันจากอิทธิพลภายนอกและผู้ล่า ส่วนประกอบหลักคือเกลือแคลเซียม

สัตว์ที่มีกระดูกสันหลังก็เหมือนกับมนุษย์ ต้องการไอออนเหล่านี้เพื่อการเจริญเติบโตและการพัฒนาตามปกติ และรับจากอาหาร

มีหลายทางเลือกที่สามารถเติมเต็มองค์ประกอบที่ขาดหายไปในร่างกายได้ แน่นอนว่าวิธีที่ดีที่สุดคือวิธีธรรมชาติ - ผลิตภัณฑ์ที่มีอะตอมที่ต้องการ อย่างไรก็ตาม หากไม่เพียงพอหรือเป็นไปไม่ได้ด้วยเหตุผลบางประการ เส้นทางทางการแพทย์ก็เป็นที่ยอมรับเช่นกัน

ดังนั้นรายการอาหารที่มีแคลเซียมจึงเป็นดังนี้:

• นมและผลิตภัณฑ์นมหมัก
• ปลา;
• สีเขียว;
• ธัญพืช (บัควีท, ข้าว, ขนมอบที่ทำจากแป้งโฮลเกรน);
• ผลไม้รสเปรี้ยวบางชนิด (ส้ม, ส้มเขียวหวาน);
• พืชตระกูลถั่ว;
• ถั่วทั้งหมด (โดยเฉพาะอัลมอนด์และวอลนัท)

หากคุณแพ้อาหารบางชนิดหรือไม่สามารถรับประทานได้ด้วยเหตุผลอื่นการเตรียมที่มีแคลเซียมจะช่วยเติมเต็มระดับขององค์ประกอบที่จำเป็นในร่างกาย

ทั้งหมดนี้เป็นเกลือของโลหะนี้ซึ่งมีความสามารถในการดูดซึมเข้าสู่ร่างกายได้ง่ายดูดซึมเข้าสู่กระแสเลือดและลำไส้ได้อย่างรวดเร็ว ในหมู่พวกเขาความนิยมและใช้มากที่สุดมีดังต่อไปนี้

1. แคลเซียมคลอไรด์ - สารละลายสำหรับฉีดหรือบริหารช่องปากสำหรับผู้ใหญ่และเด็ก มันแตกต่างกันที่ความเข้มข้นของเกลือในองค์ประกอบ มันถูกใช้สำหรับ "การฉีดร้อน" เนื่องจากเมื่อฉีดเข้าไปจะทำให้เกิดความรู้สึกเช่นนี้ มีรูปแบบน้ำผลไม้เพื่อการบริหารช่องปากได้ง่ายขึ้น
2. มีจำหน่ายทั้งแบบเม็ด (0.25 หรือ 0.5 กรัม) และสารละลายสำหรับฉีดเข้าเส้นเลือดดำ มักอยู่ในรูปแบบแท็บเล็ตประกอบด้วยสารปรุงแต่งผลไม้ต่างๆ
3. แคลเซียมแลคเตต - มีอยู่ในแท็บเล็ต 0.5 กรัม