من بين جميع عناصر النظام الدوري ، هناك العديد منها ، والتي بدونها لا يمكن فقط الإصابة بأمراض مختلفة في الكائنات الحية ، ولكن من المستحيل بشكل عام العيش والنمو بشكل طبيعي. واحد من هؤلاء هو الكالسيوم.
المثير للاهتمام أنه عندما يتعلق الأمر بهذا المعدن ، باعتباره مادة بسيطة ، فإنه لا ينفع الإنسان حتى ولو كان مضرًا. ومع ذلك ، على المرء فقط أن يذكر الأيونات Ca2 +، حيث يوجد على الفور كتلة من النقاط تميز أهميتها.
موضع الكالسيوم في الجدول الدوري
توصيف الكالسيوم ، مثل أي عنصر آخر ، يبدأ بالإشارة إلى موقعه في النظام الدوري. بعد كل شيء ، فإنه يجعل من الممكن معرفة الكثير عن هذه الذرة:
- الأساسية تهمة
- عدد الإلكترونات والبروتونات والنيوترونات ؛
- حالة الأكسدة ، أعلى وأدنى ؛
- التكوين الإلكتروني وأشياء أخرى مهمة.
العنصر الذي ندرسه يقع في الفترة الرابعة الكبيرة من المجموعة الثانية ، المجموعة الفرعية الرئيسية وله الرقم التسلسلي 20. أيضًا ، يوضح الجدول الدوري الكيميائي الوزن الذري للكالسيوم - 40.08 ، وهو المتوسط قيمة النظائر الموجودة من هذاذرة.
حالة الأكسدة واحدة ، ثابتة دائمًا ، تساوي +2. صيغة أكسيد الكالسيوم الأعلى. الاسم اللاتيني للعنصر هو الكالسيوم ، ومن هنا رمز الذرة Ca.
توصيف الكالسيوم كمادة بسيطة
في ظل الظروف العادية ، يكون هذا العنصر معدنًا أبيض فضي. صيغة الكالسيوم كمادة بسيطة هي Ca. بسبب نشاطها الكيميائي العالي ، فهي قادرة على تكوين العديد من المركبات التي تنتمي إلى فئات مختلفة.
في الحالة الصلبة للتجمع ، لا يتم تضمينه في جسم الإنسان ، لذلك فهو مهم للاحتياجات الصناعية والتقنية (التركيبات الكيميائية بشكل أساسي).
من أكثر المعادن انتشارا من حيث نصيبه في القشرة الأرضية حوالي 1.5٪. إنه ينتمي إلى مجموعة الأتربة القلوية ، لأنه عندما يذوب في الماء فإنه يعطي القلويات ، ولكن في الطبيعة يحدث في شكل معادن وأملاح متعددة. يتم تضمين الكثير من الكالسيوم (400 ملغم / لتر) في مياه البحر.
شعرية كريستال
تفسر خاصية الكالسيوم من خلال هيكل الشبكة البلورية ، والتي يمكن أن يكون لها نوعان (حيث يوجد شكل ألفا وبيتا):
- مكعبة الوجه تتمحور ؛
- حجم مركزي.
نوع الرابطة في الجزيء معدني ، في المواقع الشبكية ، مثل جميع المعادن ، توجد أيونات ذرة.
التواجد في الطبيعة
هناك العديد من المواد الأساسية في الطبيعة التي تحتوي على هذا العنصر.
- مياه البحر.
- صخور و معادن
- الكائنات الحية (قذائف وقذائف وأنسجة عظمية وما إلى ذلك).
- المياه الجوفية في قشرة الأرض
يمكن التعرف على الأنواع التالية من الصخور والمعادن كمصادر طبيعية للكالسيوم.
- الدولوميت هو خليط من كربونات الكالسيوم والمغنيسيوم.
- فلوريت - فلوريد الكالسيوم.
- جبس - CaSO42H2O.
- الكالسيت - الطباشير والحجر الجيري والرخام وكربونات الكالسيوم.
- المرمر - CaSO40.5H2O.
- أباتا.
في المجموع ، هناك حوالي 350 نوعًا من المعادن والصخور المختلفة التي تحتوي على الكالسيوم.
طرق الحصول على
لم يكن من الممكن عزل المعدن بشكل حر لفترة طويلة ، حيث أن نشاطه الكيميائي مرتفع فلن تجده في شكل نقي في الطبيعة. لذلك ، حتى القرن التاسع عشر (1808) ، كان العنصر المعني لغزًا آخر يحمله الجدول الدوري.
استطاع الكالسيوم كمعدن تخليق الكيميائي الإنجليزي همفري ديفي. كان هو أول من اكتشف ملامح تفاعل ذوبان المعادن الصلبة والأملاح مع التيار الكهربائي. حتى الآن ، لا تزال الطريقة الأكثر صلة للحصول على هذا المعدن هي التحليل الكهربائي لأملاحه ، مثل:
- خليط من الكالسيوم وكلوريد البوتاسيوم
- خليط من الفلورايد وكلوريد الكالسيوم.
من الممكن أيضًا استخلاص الكالسيوم من أكسيده باستخدام طريقة الألمنيوم الحرارية الشائعة في علم المعادن.
الخصائص الفيزيائية
يمكن وصف توصيف الكالسيوم من حيث المعلمات الفيزيائية في عدة نقاط.
- الحالة الكلية صلبة في ظل الظروف العادية.
- نقطة الانصهار - 8420C.
- المعدن ناعم ويمكن تقطيعه بالسكين
- اللون - أبيض فضي لامع.
- لها خصائص موصلة وحرارية جيدة.
- عند تسخينه لفترة طويلة ، يتحول إلى سائل ، ثم حالة بخار ، ويفقد خصائصه المعدنية. نقطة الغليان 14840C.
الخصائص الفيزيائية للكالسيوم لها خاصية واحدة. عندما يتم الضغط على معدن ما ، فإنه يفقد في وقت ما خصائصه المعدنية وقدرته على توصيل الكهرباء. ومع ذلك ، مع زيادة أخرى في التعرض ، يتم استعادته مرة أخرى ويظهر نفسه كموصل فائق ، أعلى عدة مرات من بقية العناصر في هذه المؤشرات.
الخصائص الكيميائية
نشاط هذا المعدن مرتفع جدا. لذلك ، هناك العديد من التفاعلات التي يدخل فيها الكالسيوم. ردود الفعل مع جميع المواد غير المعدنية شائعة بالنسبة له ، لأنه كعامل مختزل قوي جدًا.
- في ظل الظروف العادية يتفاعل بسهولة لتشكيل المركبات الثنائية المقابلة مع: الهالوجينات والأكسجين.
- عند التسخين: الهيدروجين ، النيتروجين ، الكربون ، السيليكون ، الفوسفور ، البورون ، الكبريت وغيرها.
- في الهواء الطلق ، يتفاعل على الفور مع ثاني أكسيد الكربون والأكسجين ، وبالتالي يصبح مغطى بطبقة رمادية.
- يتفاعل بعنف مع الأحماض ، وأحيانًا قابلة للاشتعال.
تظهر خصائص مثيرة للاهتمام للكالسيوم عندما يتعلق الأمرعن ذلك في تكوين الأملاح. لذلك ، فإن الهوابط والصواعد الكهفية الجميلة التي تنمو على السقف والجدران ليست أكثر من كربونات الكالسيوم ، والتي تشكلت بمرور الوقت من الماء وثاني أكسيد الكربون والبيكربونات تحت تأثير العمليات داخل المياه الجوفية.
نظرًا لمدى نشاط المعدن في حالته الطبيعية ، يتم تخزينه في المختبرات ، مثل المعامل القلوية. في وعاء زجاجي غامق وغطاء مغلق بإحكام وتحت طبقة من الكيروسين أو البارافين.
رد الفعل النوعي لأيون الكالسيوم هو لون اللهب بلون أحمر قرميدي جميل وغني. من الممكن أيضًا التعرف على معدن في تكوين المركبات بواسطة رواسب غير قابلة للذوبان من بعض أملاحه (كربونات الكالسيوم ، الفلورايد ، الكبريتات ، الفوسفات ، السيليكات ، الكبريتيت).
مفاصل معدنية
أنواع المركبات المعدنية كالتالي:
- أكسيد ؛
- هيدروكسيد ؛
- أملاح كالسيوم (متوسطة ، حمضية ، أساسية ، مزدوجة ، معقدة)
يعرف أكسيد الكالسيوم بالجير الحي. يستخدم CaO لإنشاء مادة بناء (الجير). إذا قمت بإطفاء الأكسيد بالماء ، تحصل على الهيدروكسيد المقابل ، والذي يعرض خصائص القلويات.
أملاح الكالسيوم المختلفة ، والتي تستخدم في قطاعات مختلفة من الاقتصاد ، لها أهمية عملية كبيرة. أي نوع من الأملاح موجودة ، سبق أن ذكرناها أعلاه. فيما يلي أمثلة على أنواع هذه المركبات.
- أملاح متوسطة - كربونات كربونات الكالسيوم3، فوسفات Ca3(PO4)2وغيرها.
- حمضي - هيدروسلفات CaHSO4.
- أساسي - بيكربونات(SaOH)3PO4.
- مركب - [Ca (NH3)8] Cl2.
- مزدوج - 5Ca (NO3)2 NH4NO 3 10H2O.
في شكل مركبات من هذه الفئة يكون الكالسيوم مهمًا للأنظمة البيولوجية ، لأن الأملاح هي مصدر أيونات الجسم.
الدور البيولوجي
ما هي أهمية الكالسيوم لجسم الإنسان؟ هناك عدة أسباب.
- إن أيونات هذا العنصر هي جزء من المادة بين الخلايا وسوائل الأنسجة ، وتشارك في تنظيم آليات الإثارة ، وإنتاج الهرمونات والناقلات العصبية.
- يتراكم الكالسيوم في العظام ومينا الأسنان بمقدار 2.5٪ من إجمالي وزن الجسم. هذا كثير جدًا ويلعب دورًا مهمًا في تقوية هذه الهياكل والحفاظ على قوتها واستقرارها. نمو الجسم بدونه مستحيل
- تخثر الدم يعتمد أيضًا على الأيونات المعنية.
- وهي جزء من عضلة القلب تساهم في إثارة وانقباضها
- مشارك في عمليات إفراز الخلايا والتغيرات الأخرى داخل الخلايا.
إذا كانت كمية الكالسيوم المستهلكة غير كافية ، فإن تطور أمراض مثل:
- كساح ؛
- هشاشة العظام ؛
- أمراض الدم
المعدل اليومي للبالغين هو 1000 مجم وللأطفال من سن 9 سنوات 1300 مجم. من أجل منع زيادة هذا العنصر في الجسم ، لا ينبغي تجاوز الجرعة المحددة. غير ذلكحالة ، مرض الامعاء قد تتطور.
بالنسبة لجميع الكائنات الحية الأخرى ، لا يقل الكالسيوم أهمية. على سبيل المثال ، العديد من اللافقاريات ، على الرغم من عدم وجود هيكل عظمي لها ، إلا أن الوسائل الخارجية لتقويتها هي أيضًا تكوينات لهذا المعدن. من بينها:
- محار ؛
- بلح البحر والمحار ؛
- إسفنج ؛
- سلائل مرجانية.
كلهم يحملون على ظهورهم أو ، من حيث المبدأ ، يشكلون في عملية الحياة نوعًا من الهيكل العظمي الخارجي الذي يحميهم من التأثيرات الخارجية والحيوانات المفترسة. مكونه الرئيسي أملاح الكالسيوم.
الفقاريات ، مثل البشر ، بحاجة إلى هذه الأيونات للنمو الطبيعي والتطور والحصول عليها من الغذاء.
مستحضرات تحتوي على الكالسيوم
هناك العديد من الخيارات التي يمكن من خلالها تعويض العنصر المفقود في الجسم. أفضل للجميع ، بالطبع ، الطرق الطبيعية - المنتجات التي تحتوي على الذرة المرغوبة. ومع ذلك ، إذا كان هذا غير كافٍ أو مستحيل لسبب ما ، فإن المسار الطبي مقبول أيضًا.
إذن ، قائمة الأطعمة التي تحتوي على الكالسيوم شيء من هذا القبيل:
- منتجات الألبان و اللبن الزبادي
- سمكة ؛
- الخضر ؛
- حبوب (حنطة سوداء ، أرز ، معجنات من القمح الكامل) ؛
- بعض ثمار الحمضيات (البرتقال ، اليوسفي) ؛
- البقوليات
- جميع المكسرات (خاصة اللوز والجوز).
إذا كنت تعاني من حساسية تجاه بعض المنتجات أو لا يمكنك استخدامها لسبب آخر ، فعليك تجديد مستوى العنصر المطلوب في الجسمالمستحضرات المحتوية على الكالسيوم ستساعد.
كلهم أملاح من هذا المعدن ، والتي لها القدرة على امتصاصها بسهولة من قبل الجسم ، وسرعان ما يمتصها الدم والأمعاء. من بينها ، ما يلي هو الأكثر شيوعًا واستخدامًا.
- كلوريد الكالسيوم - محلول للحقن أو عن طريق الفم للبالغين والأطفال. يختلف في تركيز الملح في التركيبة ، فهو يستخدم "للحقن الساخنة" ، لأنه يسبب مثل هذا الإحساس عند حقنه. أشكال عصير الفاكهة متوفرة لسهولة الابتلاع.
- جلوكونات الكالسيوم. متوفر على شكل أقراص (0.25 أو 0.5 جم) ومحاليل للحقن في الوريد. في كثير من الأحيان في شكل أقراص تحتوي على إضافات الفاكهة المختلفة.
- لاكتات الكالسيوم - متوفر في أقراص 0.5 جرام
