კალციუმის დახასიათება. კალციუმის თვისებები. კალციუმის ფორმულა

2024 ავტორი: Angel Austin | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2023-12-17 05:32

პერიოდული სისტემის ყველა ელემენტს შორის არის რამდენიმე მათგანი, რომელთა გარეშე არა მხოლოდ შესაძლებელია ცოცხალ ორგანიზმებში სხვადასხვა დაავადების განვითარება, არამედ საერთოდ შეუძლებელია ნორმალურად ცხოვრება და ზრდა. ერთ-ერთი მათგანია კალციუმი.

საინტერესოა, რომ რაც შეეხება ამ ლითონს, როგორც უბრალო ნივთიერებას, მას არავითარი სარგებელი არ მოაქვს ადამიანისთვის, თუნდაც ზიანი. თუმცა, მხოლოდ უნდა აღინიშნოს Ca²⁺ იონები, რადგან მაშინვე ჩნდება მათი მნიშვნელობის დამახასიათებელი წერტილების მასა.

კალციუმის მდებარეობა პერიოდულ ცხრილში

კალციუმის დახასიათება, ისევე როგორც ნებისმიერი სხვა ელემენტი, იწყება პერიოდულ სისტემაში მისი პოზიციის მითითებით. ყოველივე ამის შემდეგ, ეს შესაძლებელს ხდის ბევრი რამის სწავლა ამ ატომის შესახებ:

• ძირითადი დამუხტვა;
• ელექტრონებისა და პროტონების, ნეიტრონების რაოდენობა;
• დაჟანგვის მდგომარეობა, უფრო მაღალი და დაბალი;
• ელექტრონული კონფიგურაცია და სხვა მნიშვნელოვანი რამ.

ელემენტი, რომელსაც ჩვენ განვიხილავთ, მდებარეობს მეორე ჯგუფის, მთავარი ქვეჯგუფის მეოთხე დიდ პერიოდში და აქვს სერიული ნომერი 20. ასევე, ქიმიური პერიოდული ცხრილი აჩვენებს კალციუმის ატომურ მასას - 40,08, რაც საშუალოა. არსებული იზოტოპების მნიშვნელობაატომი.

ჟანგვის მდგომარეობა არის ერთი, ყოველთვის მუდმივი, +2-ის ტოლი. უმაღლესი ოქსიდის CaO ფორმულა. ელემენტის ლათინური სახელია კალციუმი, აქედან გამომდინარე, სიმბოლოა Ca ატომისთვის.

კალციუმის, როგორც მარტივი ნივთიერების დახასიათება

ნორმალურ პირობებში, ეს ელემენტი არის მეტალი, ვერცხლისფერი თეთრი. კალციუმის, როგორც მარტივი ნივთიერების ფორმულა არის Ca. მისი მაღალი ქიმიური აქტივობის გამო, მას შეუძლია წარმოქმნას მრავალი ნაერთი, რომლებიც მიეკუთვნება სხვადასხვა კლასს.

აგრეგაციის მყარ მდგომარეობაში არ შედის ადამიანის ორგანიზმში, ამიტომ მნიშვნელოვანია სამრეწველო და ტექნიკური საჭიროებებისთვის (ძირითადად ქიმიური სინთეზებისთვის).

არის ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული ლითონი დედამიწის ქერქში წილის მიხედვით, დაახლოებით 1,5%. ის მიეკუთვნება ტუტე მიწების ჯგუფს, ვინაიდან წყალში გახსნისას იძლევა ტუტეებს, მაგრამ ბუნებაში გვხვდება მრავალი მინერალისა და მარილის სახით. ბევრი კალციუმი (400 მგ/ლ) შედის ზღვის წყალში.

კრისტალური გისოსი

კალციუმის მახასიათებელი აიხსნება კრისტალური მედის სტრუქტურით, რომელიც მას შეიძლება ჰქონდეს ორი ტიპი (რადგან არსებობს ალფა და ბეტა ფორმა):

• კუბური სახეზე ორიენტირებული;
• მოცულობის ცენტრი.

მოლეკულაში ბმის ტიპი მეტალიურია, გისოსებზე, ისევე როგორც ყველა მეტალში, არის ატომ-იონები.

ბუნებაში ყოფნა

ბუნებაში არსებობს რამდენიმე ძირითადი ნივთიერება, რომელიც შეიცავს ამ ელემენტს.

1. ზღვის წყალი.
2. კლდეები და მინერალები.
3. ცოცხალი ორგანიზმები (ჭურვი დაჭურვები, ძვლოვანი ქსოვილი და ასე შემდეგ).
4. მიწისქვეშა წყლები დედამიწის ქერქში.

ქანების და მინერალების შემდეგი ტიპები შეიძლება განისაზღვროს, როგორც კალციუმის ბუნებრივი წყარო.

1. დოლომიტი არის კალციუმის და მაგნიუმის კარბონატის ნარევი.
2. ფლუორიტი - კალციუმის ფტორი.
3. თაბაშირი - CaSO₄ 2H₂O.
4. კალციტი - ცარცი, კირქვა, მარმარილო - კალციუმის კარბონატი.
5. ალაბასტერი - CaSO₄ 0.5H₂O.
6. აპატიურობა.

სულ, დაახლოებით 350 სხვადასხვა მინერალი და კლდეა, რომლებიც შეიცავს კალციუმს.

მოპოვების მეთოდები

მეტალის თავისუფალ ფორმაში იზოლაცია დიდი ხნის განმავლობაში შეუძლებელი იყო, ვინაიდან მისი ქიმიური აქტივობა მაღალია, მას ბუნებაში სუფთა სახით ვერ ნახავთ. მაშასადამე, მე-19 საუკუნემდე (1808 წ.) განსახილველი ელემენტი იყო კიდევ ერთი საიდუმლო, რომელსაც პერიოდული სისტემა ატარებდა.

კალციუმმა, როგორც მეტალმა შეძლო ინგლისელი ქიმიკოსის ჰამფრი დევის სინთეზირება. სწორედ მან აღმოაჩინა მყარი მინერალებისა და მარილების დნობის ელექტრულ დენთან ურთიერთქმედების თავისებურებები. დღემდე, ამ ლითონის მისაღებად ყველაზე აქტუალური გზაა მისი მარილების ელექტროლიზი, როგორიცაა:

• კალციუმის და კალიუმის ქლორიდების ნარევი;
• ფტორის და კალციუმის ქლორიდის ნარევი.

ასევე შესაძლებელია კალციუმის ამოღება მისი ოქსიდიდან მეტალურგიაში გავრცელებული ალუმოთერმული მეთოდით.

ფიზიკური თვისებები

კალციუმის დახასიათება ფიზიკური პარამეტრების მიხედვით შეიძლება რამდენიმე პუნქტით იყოს აღწერილი.

1. აგრეგატული მდგომარეობა ნორმალურ პირობებში მყარია.
2. დნობის წერტილი - 842 ⁰C.
3. ლითონი რბილია, იჭრება დანით.
4. ფერი - ვერცხლისფერი თეთრი, მბზინავი.
5. აქვს კარგი გამტარი და თერმული თვისებები.
6. ხანგრძლივი გაცხელებისას გადაიქცევა თხევად, შემდეგ ორთქლად და კარგავს მეტალურ თვისებებს. დუღილის წერტილი 1484 ⁰C.

კალციუმის ფიზიკურ თვისებებს ერთი თვისება აქვს. როდესაც მეტალზე ზეწოლა ხდება, დროის გარკვეულ მომენტში ის კარგავს თავის მეტალურ თვისებებს და ელექტროენერგიის გატარების უნარს. თუმცა, ექსპოზიციის შემდგომი ზრდით, ის კვლავ აღდგება და თავს იჩენს ზეგამტარის სახით, რამდენჯერმე აღემატება ამ მაჩვენებლების დანარჩენ ელემენტებს.

ქიმიური თვისებები

ამ ლითონის აქტივობა ძალიან მაღალია. აქედან გამომდინარე, არსებობს მრავალი ურთიერთქმედება, რომელშიც კალციუმი შედის. რეაქცია ყველა არამეტალთან მისთვის ჩვეულებრივია, რადგან, როგორც შემცირების აგენტი, ის ძალიან ძლიერია.

1. ნორმალურ პირობებში ადვილად რეაგირებს და წარმოქმნის შესაბამის ორობით ნაერთებს: ჰალოგენებთან, ჟანგბადთან.
2. გაცხელებისას: წყალბადი, აზოტი, ნახშირბადი, სილიციუმი, ფოსფორი, ბორი, გოგირდი და სხვა.
3. ღია ცის ქვეშ ის მაშინვე ურთიერთქმედებს ნახშირორჟანგთან და ჟანგბადთან, შესაბამისად იფარება ნაცრისფერი საფარით.
4. რეაგირებს ძალადობრივად მჟავებთან, ზოგჯერ აალებადი.

კალციუმის საინტერესო თვისებები ჩნდება, როდესაც საქმე ეხებაამის შესახებ მარილების შემადგენლობაში. ასე რომ, მღვიმის მშვენიერი სტალაქტიტები და სტალაგმიტები, რომლებიც იზრდება ჭერზე და კედლებზე, სხვა არაფერია თუ არა კალციუმის კარბონატი, რომელიც დროთა განმავლობაში წარმოიქმნება წყლის, ნახშირორჟანგისა და ბიკარბონატისგან მიწისქვეშა წყლებში მიმდინარე პროცესების გავლენის ქვეშ.

თუ რამდენად აქტიურია ლითონი ნორმალურ მდგომარეობაში, ის ინახება ლაბორატორიებში, ტუტეების მსგავსად. მუქი შუშის კონტეინერში, მჭიდროდ დახურულ თავსახურით და ნავთის ან პარაფინის ფენის ქვეშ.

ხარისხობრივი რეაქცია კალციუმის იონზე არის ალის ფერი მშვენიერი, მდიდარ აგურისფერ-წითელ ფერში. ნაერთების შემადგენლობაში ლითონის იდენტიფიცირება ასევე შესაძლებელია მისი ზოგიერთი მარილის უხსნადი ნალექებით (კალციუმის კარბონატი, ფტორი, სულფატი, ფოსფატი, სილიკატი, სულფიტი).

მეტალის სახსრები

მეტალის ნაერთების ტიპები შემდეგია:

• ოქსიდი;
• ჰიდროქსიდი;
• კალციუმის მარილები (საშუალო, მჟავე, ძირითადი, ორმაგი, რთული).

კალციუმის ოქსიდი ცნობილია როგორც ცაცხვი. CaO გამოიყენება სამშენებლო მასალის (ცაცხვი) შესაქმნელად. თუ ოქსიდს წყლით ჩააქრობთ, მიიღებთ შესაბამის ჰიდროქსიდს, რომელიც ავლენს ტუტეს თვისებებს.

სხვადასხვა კალციუმის მარილებს, რომლებიც გამოიყენება ეკონომიკის სხვადასხვა სექტორში, დიდი პრაქტიკული მნიშვნელობა აქვს. რა სახის მარილები არსებობს, ზემოთ უკვე აღვნიშნეთ. აქ მოცემულია ამ ნაერთების ტიპების მაგალითები.

1. საშუალო მარილები - კარბონატული CaCO₃, ფოსფატი Ca₃(PO₄) ₂ და სხვები.
2. მჟავა - ჰიდროსულფატი CaHSO₄.
3. ძირითადი - ბიკარბონატი(SaOH)₃PO₄.
4. კომპლექსი - [Ca (NH₃)₈] Cl_2.
5. ორმაგი - 5Ca(NO₃)₂NH₄არა 3_10H2_O.

ამ კლასის ნაერთების სახით კალციუმი მნიშვნელოვანია ბიოლოგიური სისტემებისთვის, ვინაიდან მარილები ორგანიზმისთვის იონების წყაროა.

ბიოლოგიური როლი

რა მნიშვნელობა აქვს კალციუმს ადამიანის ორგანიზმისთვის? რამდენიმე მიზეზი არსებობს.

1. ეს არის ამ ელემენტის იონები, რომლებიც წარმოადგენს უჯრედშორისი ნივთიერებისა და ქსოვილის სითხის ნაწილს, რომლებიც მონაწილეობენ აგზნების მექანიზმების რეგულირებაში, ჰორმონების და ნეიროტრანსმიტერების გამომუშავებაში.
2. კალციუმი გროვდება ძვლებში, კბილის მინანქარში სხეულის მთლიანი წონის დაახლოებით 2,5%-ის ოდენობით. ეს საკმაოდ ბევრია და მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ამ სტრუქტურების გაძლიერებაში, მათი სიძლიერისა და სტაბილურობის შენარჩუნებაში. სხეულის ზრდა მის გარეშე შეუძლებელია.
3. სისხლის შედედება ასევე დამოკიდებულია კონკრეტულ იონებზე.
4. ეს არის გულის კუნთის ნაწილი, მონაწილეობს მის აგზნებასა და შეკუმშვაში.
5. მონაწილეობს ეგზოციტოზის და სხვა უჯრედშიდა ცვლილებების პროცესებში.

თუ მოხმარებული კალციუმის რაოდენობა არ არის საკმარისი, მაშინ ვითარდება ისეთი დაავადებები, როგორიცაა:

• რაქიტი;
• ოსტეოპოროზი;
• სისხლის დაავადებები.

დღიური ნორმა ზრდასრული ადამიანისთვის არის 1000 მგ, ხოლო 9 წლიდან ბავშვებისთვის 1300 მგ. ორგანიზმში ამ ელემენტის გადაჭარბების თავიდან ასაცილებლად, მითითებულ დოზას არ უნდა გადააჭარბოთ. წინააღმდეგ შემთხვევაშიშემთხვევაში, შეიძლება განვითარდეს ნაწლავის დაავადება.

ყველა სხვა ცოცხალი არსებისთვის კალციუმი არანაკლებ მნიშვნელოვანია. მაგალითად, ბევრი უხერხემლო, თუმცა მათ არ აქვთ ჩონჩხი, მაგრამ მათი გამაგრების გარეგანი საშუალებები ასევე ამ ლითონის წარმონაქმნებია. მათ შორის:

• ჭურჭელი;
• მიდიები და ხამანწკები;
• სპონგები;
• მარჯნის პოლიპები.

ყველა მათგანი ატარებს ზურგზე ან, პრინციპში, ცხოვრების პროცესში აყალიბებს რაიმე სახის გარეგნულ ჩონჩხს, რომელიც იცავს მათ გარეგანი გავლენისა და მტაცებლებისგან. მისი ძირითადი კომპონენტია კალციუმის მარილები.

ხერხემლიანებს, ისევე როგორც ადამიანებს, ესაჭიროებათ ეს იონები ნორმალური ზრდისა და განვითარებისთვის და იღებენ მათ საკვებიდან.

კალციუმის შემცველი პრეპარატები

არსებობს მრავალი ვარიანტი, რომლითაც შესაძლებელია ორგანიზმში დაკარგული ელემენტის ანაზღაურება. საუკეთესო, რა თქმა უნდა, ბუნებრივი მეთოდები - პროდუქტები, რომლებიც შეიცავს სასურველ ატომს. თუმცა, თუ რაიმე მიზეზით ეს არასაკმარისი ან შეუძლებელია, სამედიცინო გზაც მისაღებია.

ასე რომ, კალციუმის შემცველი საკვების სია ასეთია:

• რძის და რძის პროდუქტები;
• თევზი;
• მწვანეები;
• მარცვლეული (წიწიბურა, ბრინჯი, მთელი ხორბლის ნამცხვრები);
• ციტრუსის ზოგიერთი ხილი (ფორთოხალი, მანდარინი);
• პარკოსნები;
• ყველა თხილი (განსაკუთრებით ნუში და ნიგოზი).

თუ ალერგიული ხართ ზოგიერთ პროდუქტზე ან სხვა მიზეზის გამო ვერ იყენებთ, მაშინ შეავსეთ ორგანიზმში სასურველი ელემენტის დონედაგეხმარებათ კალციუმის შემცველი პრეპარატები.

ყველა მათგანი ამ ლითონის მარილებია, რომლებსაც აქვთ ორგანიზმის მიერ ადვილად შეწოვის უნარი, სწრაფად შეიწოვება სისხლში და ნაწლავებში. მათ შორის ყველაზე პოპულარული და გამოყენებულია შემდეგი.

1. კალციუმის ქლორიდი - საინექციო ან პერორალური ხსნარი მოზრდილებში და ბავშვებში. იგი განსხვავდება შემადგენლობით მარილის კონცენტრაციით, გამოიყენება „ცხელი ინექციებისთვის“, რადგან სწორედ ასეთ შეგრძნებას იწვევს შეყვანისას. ხილის წვენის ფორმები ხელმისაწვდომია მოსავლელად.
2. კალციუმის გლუკონატი. ხელმისაწვდომია ტაბლეტების (0,25 ან 0,5 გ) და ინტრავენური საინექციო ხსნარების სახით. ხშირად ტაბლეტების სახით შეიცავს სხვადასხვა ხილის დანამატებს.
3. კალციუმის ლაქტატი - ხელმისაწვდომია 0.5გ ტაბლეტებში