ქიმიური ელემენტი რიგითი ნომრით 20 From Wikipedia, the free encyclopedia
კალციუმი[1][2] (ლათ. Calcium — „კირი“; ქიმიური სიმბოლო — ) — ელემენტთა პერიოდული სისტემის მეოთხე პერიოდის, მეორე ჯგუფის (მოძველებული კლასიფიკაციით — მეორე ჯგუფის მთავარი ქვეჯგუფის, IIა) ქიმიური ელემენტი. მისი ატომური ნომერია 20; ატომური მასა — 40.078, tდნ — 842 °C, tდუღ — 1484 °C, სიმკვრივე — 1.55 გ/სმ3. მოვერცხლისფრო-თეთრი მსუბუქი ლითონი. ბუნებრივი კალციუმი შედგება ხუთი სტაბილური , , , , და ერთი სუსტად რადიოაქტიური (T1/2=×1019 წ) იზოტოპისაგან. 5.6
კალციუმი |
20Ca |
40.078 |
4s2 |
ზოგადი თვისებები | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
მარტივი ნივთიერების ვიზუალური აღწერა | მოვერცხლისფრო-თეთრი მსუბუქი ლითონი | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
სტანდ. ატომური წონა Ar°(Ca) |
40.078±0.004 40.078±0.004 (დამრგვალებული) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
კალციუმი პერიოდულ სისტემაში | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ატომური ნომერი (Z) | 20 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ჯგუფი | 2 ჯგუფი (ტუტემიწა ლითონები) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
პერიოდი | 4 პერიოდი | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ბლოკი | s-ბლოკი | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ელექტრონული კონფიგურაცია | [Ar] 4s2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ელექტრონი გარსზე | 2, 8, 8, 2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ელემენტის ატომის სქემა | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ფიზიკური თვისებები | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
აგრეგეგატული მდგომ. ნსპ-ში | მყარი სხეული | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
დნობის ტემპერატურა |
842 °C (1115 K, 1548 °F) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
დუღილის ტემპერატურა |
1484 °C (1757 K, 2703 °F) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
სიმკვრივე (ო.ტ.) | 1.55 გ/სმ3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
სიმკვრივე (ლ.წ.) | 1.378 გ/სმ3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
დნობის კუთ. სითბო | 8.54 კჯ/მოლი | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
აორთქ. კუთ. სითბო | 154.7 კჯ/მოლი | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
მოლური თბოტევადობა | 25.929 ჯ/(მოლი·K) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ნაჯერი ორთქლის წნევა
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ატომის თვისებები | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ჟანგვის ხარისხი | 1, +2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ელექტროდული პოტენციალი |
-2.76 ვ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ელექტროუარყოფითობა | პოლინგის სკალა: 1.00 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
იონიზაციის ენერგია |
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ატომის რადიუსი | ემპირიული: 197 პმ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
კოვალენტური რადიუსი (rcov) | 176±10 პმ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
იონური რადიუსი (rion) |
(+2e) 99 პმ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ვან-დერ-ვალსის რადიუსი | 231 პმ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
მოლური მოცულობა | 29.9 სმ3/მოლი | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
კალციუმის სპექტრალური ზოლები | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
სხვა თვისებები | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ბუნებაში გვხვდება | პირველადი ნუკლიდების სახით | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
მესრის სტრუქტურა | კუბური წახნაგცენტრირებული | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
მესრის პერიოდი | 5.580 Å | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ბგერის სიჩქარე | 3810 მ/წმ (20 °C) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
თერმული გაფართოება | 22.3 µმ/(მ·K) (25 °C) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ხვედრითი თბოტევადობა | 25.9 ჯ/(K·მოლ) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
თბოგამტარობა | 201 ვტ/(მ·K) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
კუთრი წინაღობა | 33.6 ნომ·მ (20 °C) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
მაგნეტიზმი | დიამაგნეტიკი | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
მაგნიტური ამთვისებლობა | ×10−6 +40.0 სმ3/მოლ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
იუნგას მოდული | 20 გპა | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
წანაცვლების მოდული | 7.4 გპა | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
დრეკადობის მოდული | 17 გპა | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
პუასონის კოეფიციენტი | 0.31 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
მოოსის მეთოდი | 1.75 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ბრინელის მეთოდი | 170–416 მპა | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
CAS ნომერი | 7440-70-2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ისტორია | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
აღმომჩენია | ჰამფრი დეივი (1808) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
პირველი მიმღებია | ჰამფრი დეივი (1808) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
კალციუმის მთავარი იზოტოპები | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
• |
Ca-ის ნაერთებია - კირი, მარმარილო, თაბაშირი. ჯერ კიდევ ძველი დროიდან მათ გამოიყენებდნენ სამშენებლო მასალად. მე-18 საუკუნის ბოლომდე ქიმიკოსები კირს მარტივ ელემენტად თვლიდნენ. 1789 წელს ლავუაზიემ წამოაყენა ვერსია რომ: კირი, მაგნეზია, ბარიტი - რთული ნივთიერებებია. 1808 წელს ჰემფრი დევიმ ხსნარის ელექტროლიზის საშუალებით ჩამქრალი კირისა და ვერცხლისწყლის ჟანგით დაამზადა კალციუმის ამალგამა, ხოლო აქედან ვერცხლისწყლის განდევნით მიიღო ლითონი, რომელსაც უწოდეს კალციუმი.
დედამიწის ქერქში გავრცელების მიხედვით კალციუმი მე-5 ადგილზეა (O, Si, Al და Fe) მთელი მასის 3,38%. ის ენერგიულად მიგრირებს და გროვდება სხვა და სხვა გეოქიმიურ სისტემებში, ქმნის 385 მინერალს (4 ადგილი მინერალებში). ტენიანი ტერიტორიების უდიდესი ნაწილი (ტყის ზონები, ტუნდრები) განიცდის Ca-ის ნაკლებობას, ის ნიადაგებიდან აქ ადვილად გამოირეცხება, რის შედეგან ნიადაგები ნაკლებად ნაყოფიერია, რაც იწვევს ორგანიზმების დაბალ პროდუქტიულობას და პატარა ზომებს. Ca დედამიწის გულში ძალიან მცირეა, ის ჭარბობს დედამიწის ქერქის ქვედა ნაწილში, სადაც გროვდება ძირითად ქანებში; Ca-ის უდიდესი ნაწილი შედის ფელდშპატის - კალციუმის ანორტიტის Ca[Al2Si2O8 ] შემადგენლობაში. ასევე სხვა მინერალებში:
კალციუმის დიდი რაოდენობაა ბუნებრივ წყალში, გლობალური კარბონატული წონასწორობის
კალციუმის სტანდარტულ ატომურ მასად მიღებულია — 40,078, რომელიც როგორც წესი იანგარიშება ბუნებაში არსებულ ყველა სტაბილურ იზოტოპტთა საშუალო შეწონილი მასით, მათი დედამიწის ქერქსა და ატმოსფეროში გავრცელების პროპორციულად.
იზოტოპი | Z | N | ატომური მასა (მ.ა.ე.) |
% ბუნებაში | საშუალო შეწონილი |
---|---|---|---|---|---|
40Ca | 20 | 20 | 39,962590 | 96,941 % | 38,740135 |
42Ca | 20 | 22 | 41,958618 | 0,647 % | 0,271472 |
43Ca | 20 | 23 | 42,958766 | 0,135 % | 0,057994 |
44Ca | 20 | 24 | 43,955481 | 2,086 % | 0,916911 |
46Ca | 20 | 26 | 45,953692 | 0,004 % | 0,001838 |
48Ca | 20 | 28 | 47,952534 | 0,187 % | 0,089671 |
Ar, სტან.(Ca) | 100 % | 40,078022 |
მრეწველობაში Ca მიიღბენ 2 ხერხით:
კალციუმი - მოვერცხლისფრო-თეთრი ლითონია. არსებობს ორ ალოტროპიულ მოდიფიკაციით: 443 C მდგრადია, კრისტალური მესერი კუბური წიბოცენტრულია Cu-ის მსგავსი, a=0,558 ნმ, ატომური რადიუსი: 1,97 სივრცული ჯგუფი Fm3m, სიმკვრივე - 1,54 გ/სმ3; 464 C-ზე მაღლა მესერი მდგრადია - გეკსაგონალური b-ფორმის. α- Fe-ის მსგავსი. დნობის t=851 C, დუღილის t=1482 C, თბოგამტარობა 20 C-ის დროს - 125,6 ვტ/(მ*К). აქვს საკმაოდ მაღალი პლასტიკურობა.
კალციუმი ტიპური ტუტემიწა ლითონია. ის აქტიური ლითონია თუმცა ყველაზე უფრო ინერტულია ტუტემიწა ლითონებს შორის.ის ღია გარემოში ადვილად შედის რეაქციაში ჟანგბადთან და ჰაერში მყოფ წყალთან, რის გამოც მისი ზედაპირი რუხი ფერისაა, ამიტომაც მას ნავთში ან თხევად პარაფინში ინახავენ. გარე ელექტრონული კონფიგურაციაა - Ca 4s2, რის შესაბამისად კალციუმი ნაერთებში ორ ვალენტიანია.
ეს ყველა ზემოთ ჩამოთვლილი რეაქცია ეგზოთერმულია.
კალციუმის უმეტესი ნაერთები არალითინებთან წყალთან რეაგირებისას იშლებიან:
Ca2+ იონი უფერულია, კალციუმის მარილები ალში აგურისფერ-წითელ ფრად იწვიან. წყალში ასევე კარგად იხსნებიან: კალციუმის ქლორიდი CaCl2, კალციუმის ბრომიდი CaBr2, კალციუმის იოდიდი CaI2, კალციუმის ნიტრატი Ca(NO3)2.
კალციუმის ფტორიდი CaF2, კალციუმის კარბონატი CaCO3, კალციუმის სულფატი CaSO4, კალციუმის ორთოფოსფატი Ca3(PO4)2, კალციუმის ოქსალატი CaC2O4 და სხვანი. ასევე მეთად მნიშვნელოვანია რომ კალციუმის ჰიდროკარბონატი Ca(HCO3)2 განსხვავებით კალციუმის კარბონატისა - Ca(CO3)2 წყალში იხსნება. ბუნებაში ამიტომ ხდება შემდეგი პროცესები: როდესაც წვიმის ან მდინარის წყალი (რომელიც გაჯერებულია ნახშირორჟანგით ჩადის მიწაში და ხვდება კირქვოვანებს, მაშინ შეინიშნება მათი გახსნა წყალში:
ხოლო იქ სადაც კალციუმის ჰიდროკარბონატით გაჯერებული წყალი გამოდის მიწის ზედაპირზე, სადაც თბება სხივებით მიდის უკურეაქცია:
რის შედეგადაც ხდება ნივთიერებების დიდი მასების გადატანა რაც წარმოიქმნის ზემოთ აღნიშნულ პროცესებს (კარსტს, მღვიმეებს). წყალში გახსნილი კალციუმის ჰიდროკარბონატები განსაზღვრავენ წყლის სიხისტეს.
კალციუმი და მისი ჰიდრიდი ასევე გამოიყენება ძნელად აგსადგენი ლითონების მისაღებად, ესენია: ქრომი, თორიუმი და ურანი. კალციუმისა და ტყვიის შენადნობი გამოიყენება აკუმულატორებში.
კალციუმის ნაერთები გამოყენება მეტალურგიაში (მეტალოთერმიაში)- CaH2, წყალბადის მისაღებად, ოპტიკაში (კალციუმის ფტორიდი) ლინზები, ობიექტივები, ლაზერებში (კალციუმის ვოლფრამატი), აცეტილენის მისაღენად (კალციუმის კარბიდი) და ლითონების აღსადგენად. გამოიყენება დენის ქიურ წყაროებში (კალციუმის ქრომატი) ბატარეებში, ცეცხლგამძლე საგნების დამზადებისას (კალციუმის ოქსიდი) კერამიკაში. დიდი გამოყენება აქვს ასევე სამკურნალო საშუალებებში (კალციუმის ქლორიდი, კალციუმის გლუკანატი, კალციუმის გლიცეროფოსფატი) მოხუცებისა და ფეხმძიმეთათვის.
კალციუმი - როგორც მაკროელემენტი გავრცელებულია მცენარეებში, ცხოველებში და ადამიანში. ადამიანისა და სხვა ორგანიზმებში მისი უმეტესი ნაწილი განლაგებულია მის ჩონჩხში და კბილებში ფოსფატების სახით. სხვა და სხვა ფორმის კალციუმის კარბონატისაგან შედგება უხერხემლოთა (მარჯნის პოლიპები, მოლუსკები, ღრუბლები) ჯგუფის ჩონჩხი. კალციუმის იონები იღებენ სისხლის შედიდებაში მონაწილეობას, ასევე უზრუნველყოფენ მის ოსმოტიკურ წნევას. ასევე ის როგორც უნივერსალური მეორადი შუამავალი არეგულირებს სხვა და სხვა უჯრედების შიდა პროცესებს - კუნთების შეკვეცას, ეკზოციტოზი, მათ შორის ჰორმონების და ნეირომედიატორების შეკვეცა და სხვა. ადამიანია უჯრედის ციტოპლაზმაში კალციუმის კონცენტრაციაა - 10-7 მოლი, უჯრედშორის სითხეში - 10-3 მოლი. მოთხოვნილება კალციუმზე დამოკიდებულია წლოვანებაზე. ზრდასრულისათვის დღეღამეში საჭირო ნორმაა - 800-1000 მილიგრამი, ბავშვებისათვის - 600-900 მგ, ძალიან მნიშვნელოვანია ჩონჩხის ზრდის ინტენსივობა. ორგანიზმში კალციუმის უდიდესი ნაწილი რძის პროდუქტებით ხვდება, დანარჩენი კი ხორცზე, თევზზე და ზოგ მცენარეზე (ლობიო, ცერცვი და სხვა) მოდის. კალციუმის მიმოცვლაში დიდი მნიშვნელობა აქვს მაგნიუმს მისი ნაკლებობის შემთხვევაში ხდება კალციუმის ძვლებიდან გამორეცხვა, და ილექება თირკმლებში ქვების სახით. კალციუმის ათვისებას ხელს უშლის ასპირინი, მჟაუნას მჟავა და ესტროგენების წარმოებულები. მათი კალციუმთან ნაერთები წყალში უხსნადია და ილექება ასევე ქვების სახით. კალციუმისა და ვიტამინ D დიდი რაოდენობა იწვევს ჰიპერკალცემიას. სისხლში კალციუმის ნაკლებობა იწვევს ძარღვის გადაფსკვნებს და კიდურების ტკივილს, ზრდის დეფექტს და შეკრულობას. მაქსიმალური დღეღამური დასაშვები (უვნებელი) დოზაა - 1500-1800მგ.
კალციუმი პროდუქტებში
|
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.