Charakterisierung von Calcium. Eigenschaften von Kalzium. Calcium-Formel

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 05:21

Unter allen Elementen des Periodensystems gibt es mehrere, ohne die es nicht nur möglich ist, verschiedene Krankheiten in lebenden Organismen zu entwickeln, sondern es ist im Allgemeinen unmöglich, normal zu leben und zu wachsen. Eines davon ist Kalzium.

Es ist interessant, dass dieses Metall als einfache Substanz für eine Person keinen Nutzen, nicht einmal Schaden hat. Allerdings braucht man nur die Ionen Ca²⁺ zu erwähnen, da sich gleich eine Masse von Punkten ergibt, die ihre Bedeutung charakterisieren.

Position von Calcium im Periodensystem

Die Charakterisierung von Calcium beginnt wie bei jedem anderen Element mit der Angabe seiner Position im Periodensystem. Immerhin lässt sich damit viel über dieses Atom lernen:

• Kernladung;
• Anzahl der Elektronen und Protonen, Neutronen;
• Oxidationszustand, höher und niedriger;
• elektronische Konfiguration und andere wichtige Dinge.

Das Element, das wir betrachten, befindet sich in der vierten großen Periode der zweiten Gruppe, der Hauptuntergruppe, und hat die Seriennummer 20. Außerdem zeigt das chemische Periodensystem das Atomgewicht von Calcium - 40,08, was dem Durchschnitt entspricht Wert der vorhandenen Isotope dieseratom.

Die Oxidationsstufe ist Eins, immer konstant, gleich +2. Die Formel des höheren Oxids CaO. Der lateinische Name für das Element ist Calcium, daher das Symbol für das Atom Ca.

Charakterisierung von Calcium als einfacher Stoff

Unter normalen Bedingungen ist dieses Element ein Metall, silbrig weiß. Die Formel von Calcium als einfacher Substanz ist Ca. Aufgrund seiner hohen chemischen Aktivität ist es in der Lage, viele Verbindungen zu bilden, die verschiedenen Klassen angehören.

Im festen Aggregatzustand ist es nicht im menschlichen Körper enth alten, daher ist es wichtig für industrielle und technische Zwecke (hauptsächlich chemische Synthesen).

Ist eines der häufigsten Metalle in Bezug auf den Anteil in der Erdkruste, etwa 1,5 %. Es gehört zur Gruppe der Erdalkalien, da es in Wasser gelöst Alkalien liefert, in der Natur aber in Form mehrerer Mineralien und Salze vorkommt. Im Meerwasser ist viel Calcium (400 mg/l) enth alten.

Kristallgitter

Die Eigenschaft von Calcium erklärt sich aus der Struktur des Kristallgitters, das es in zwei Arten haben kann (da es eine Alpha- und eine Beta-Form gibt):

• cubic face-centric;
• volumenzentriert.

Die Art der Bindung im Molekül ist metallisch, an den Gitterplätzen befinden sich, wie bei allen Metallen, Atom-Ionen.

In der Natur sein

Es gibt mehrere Grundsubstanzen in der Natur, die dieses Element enth alten.

1. Meerwasser.
2. Gesteine und Mineralien.
3. Lebende Organismen (Muscheln uMuscheln, Knochengewebe usw.).
4. Grundwasser in der Erdkruste.

Die folgenden Arten von Gesteinen und Mineralien können als natürliche Kalziumquellen identifiziert werden.

1. Dolomit ist eine Mischung aus Calcium- und Magnesiumcarbonat.
2. Fluorit - Calciumfluorid.
3. Gips - CaSO₄ 2H₂O.
4. Calcit - Kreide, Kalkstein, Marmor - Calciumcarbonat.
5. Alabaster - CaSO₄ 0.5H₂O.
6. Apathie.

Insgesamt gibt es etwa 350 verschiedene kalziumh altige Mineralien und Gesteine.

Erlangungsmethoden

Lange Zeit war es nicht möglich, das Metall in freier Form zu isolieren, da es aufgrund seiner hohen chemischen Aktivität in der Natur nicht in reiner Form zu finden ist. Daher war das fragliche Element bis zum 19. Jahrhundert (1808) ein weiteres Rätsel, das das Periodensystem trug.

Calcium als Metall konnte der englische Chemiker Humphrey Davy synthetisieren. Er war es, der als erster die Merkmale der Wechselwirkung von Schmelzen fester Mineralien und Salze mit elektrischem Strom entdeckte. Bis heute ist die Elektrolyse seiner Salze immer noch der relevanteste Weg, um dieses Metall zu erh alten, wie zum Beispiel:

• eine Mischung aus Calcium- und Kaliumchlorid;
• Mischung aus Fluorid und Calciumchlorid.

Es ist auch möglich, Calcium aus seinem Oxid mit dem in der Metallurgie üblichen aluminothermischen Verfahren zu extrahieren.

Physikalische Eigenschaften

Die Charakterisierung von Calcium hinsichtlich physikalischer Parameter kann in mehreren Punkten beschrieben werden.

1. Der Aggregatzustand ist unter Normalbedingungen fest.
2. Schmelzpunkt - 842 ⁰C.
3. Metall ist weich, kann mit einem Messer geschnitten werden.
4. Farbe - silbrig weiß, glänzend.
5. Es hat gute leitende und thermische Eigenschaften.
6. Wenn es lange erhitzt wird, verwandelt es sich in einen flüssigen, dann in einen Dampfzustand und verliert seine metallischen Eigenschaften. Siedepunkt 1484 ⁰C.

Die physikalischen Eigenschaften von Kalzium haben ein Merkmal. Wenn auf ein Metall Druck ausgeübt wird, verliert es irgendwann seine metallischen Eigenschaften und die Fähigkeit, Strom zu leiten. Bei einer weiteren Erhöhung der Exposition wird es jedoch wiederhergestellt und manifestiert sich als Supraleiter, der um ein Vielfaches höher ist als der Rest der Elemente in diesen Indikatoren.

Chemische Eigenschaften

Die Aktivität dieses Metalls ist sehr hoch. Daher gibt es viele Wechselwirkungen, in die Calcium eintritt. Reaktionen mit allen Nichtmetallen sind ihm geläufig, da er als Reduktionsmittel sehr stark ist.

1. Reagiert unter Normalbedingungen leicht zu den entsprechenden binären Verbindungen mit: Halogenen, Sauerstoff.
2. Beim Erhitzen: Wasserstoff, Stickstoff, Kohlenstoff, Silizium, Phosphor, Bor, Schwefel und andere.
3. Im Freien reagiert es sofort mit Kohlendioxid und Sauerstoff und wird daher mit einer grauen Schicht überzogen.
4. Reagiert heftig mit Säuren, manchmal entzündlich.

Interessante Eigenschaften von Kalzium zeigen sich, wenn es umdarüber in der Zusammensetzung von Salzen. Die wunderschönen Höhlenstalaktiten und Stalagmiten, die an Decke und Wänden wachsen, sind also nichts anderes als Kalziumkarbonat, das sich im Laufe der Zeit aus Wasser, Kohlendioxid und Bikarbonat unter dem Einfluss von Prozessen im Grundwasser gebildet hat.

Angesichts dessen, wie aktiv das Metall in seinem normalen Zustand ist, wird es in Labors gelagert, wie alkalische. In einem dunklen Glasbehälter mit fest verschlossenem Deckel und unter einer Schicht Kerosin oder Paraffin.

Qualitative Reaktion auf das Calciumion ist die Farbe der Flamme in einem schönen, satten ziegelroten Farbton. Es ist auch möglich, ein Metall in der Zusammensetzung von Verbindungen durch unlösliche Niederschläge einiger seiner Salze (Calciumcarbonat, Fluorid, Sulfat, Phosphat, Silikat, Sulfit) zu identifizieren.

Metallgelenke

Die Arten von Metallverbindungen sind wie folgt:

• oxid;
• Hydroxid;
• Calciumsalze (mittel, sauer, basisch, doppelt, komplex).

Calciumoxid ist als Branntkalk bekannt. Aus CaO wird ein Baustoff (Kalk) hergestellt. Löscht man das Oxid mit Wasser, erhält man das entsprechende Hydroxid, das alkalische Eigenschaften aufweist.

Von großer praktischer Bedeutung sind verschiedene Calciumsalze, die in unterschiedlichen Wirtschaftszweigen Anwendung finden. Welche Salze es gibt, haben wir oben bereits erwähnt. Hier sind Beispiele für die Arten dieser Verbindungen.

1. Mittelsalze - Carbonat CaCO₃, Phosphat Ca₃(PO₄) ₂ und andere.
2. Säure - Hydrosulfat CaHSO₄.
3. Basic - Bikarbonat(SaOH)₃PO₄.
4. Komplex - [Ca (NH₃)₈] Cl_2.
5. Double - 5Ca(NO₃)₂NH₄NO 3_10H2_O.

In Form von Verbindungen dieser Klasse ist Calcium wichtig für biologische Systeme, da Salze die Quelle von Ionen für den Körper sind.

Biologische Rolle

Welche Bedeutung hat Kalzium für den menschlichen Körper? Dafür gibt es mehrere Gründe.

1. Es sind die Ionen dieses Elements, die Teil der interzellulären Substanz und der Gewebeflüssigkeit sind und an der Regulierung der Erregungsmechanismen, der Produktion von Hormonen und Neurotransmittern beteiligt sind.
2. Calcium reichert sich in den Knochen und im Zahnschmelz in einer Menge von etwa 2,5 % des gesamten Körpergewichts an. Das ist ziemlich viel und spielt eine wichtige Rolle bei der Stärkung dieser Strukturen und der Aufrechterh altung ihrer Stärke und Stabilität. Das Wachstum des Körpers ohne sie ist unmöglich.
3. Die Blutgerinnung hängt auch von den jeweiligen Ionen ab.
4. Es ist Teil des Herzmuskels und an seiner Erregung und Kontraktion beteiligt.
5. Ist an Prozessen der Exozytose und anderen intrazellulären Veränderungen beteiligt.

Wenn die aufgenommene Kalziummenge nicht ausreicht, dann kann die Entwicklung von Krankheiten wie:

• Rachitis;
• Osteoporose;
• Blutkrankheiten.

Die tägliche Norm für einen Erwachsenen beträgt 1000 mg und für Kinder ab 9 Jahren 1300 mg. Um eine Überfülle dieses Elements im Körper zu verhindern, sollte die angegebene Dosis nicht überschritten werden. AnsonstenIn diesem Fall kann sich eine Darmerkrankung entwickeln.

Für alle anderen Lebewesen ist Kalzium nicht weniger wichtig. Zum Beispiel sind viele Wirbellose, obwohl sie kein Skelett haben, aber auch äußere Mittel zu ihrer Stärkung Formationen dieses Metalls. Darunter:

• Schalentier;
• Muscheln und Austern;
• schwämme;
• Korallenpolypen.

Sie alle tragen auf dem Rücken oder bilden im Prinzip im Laufe des Lebens eine Art äußeres Skelett, das sie vor äußeren Einflüssen und Fressfeinden schützt. Sein Hauptbestandteil sind Calciumsalze.

Wirbeltiere benötigen diese Ionen wie Menschen für normales Wachstum und normale Entwicklung und beziehen sie aus der Nahrung.

Calciumh altige Zubereitungen

Es gibt viele Möglichkeiten, das fehlende Element im Körper zu kompensieren. Am besten natürlich natürliche Methoden - Produkte, die das gewünschte Atom enth alten. Wenn dies jedoch aus irgendeinem Grund nicht ausreicht oder nicht möglich ist, ist auch der medizinische Weg akzeptabel.

Also, die Liste der kalziumh altigen Lebensmittel sieht ungefähr so aus:

• Milch- und Sauermilchprodukte;
• Fisch;
• Grüns;
• Getreide (Buchweizen, Reis, Vollkorngebäck);
• einige Zitrusfrüchte (Orangen, Mandarinen);
• Hülsenfrüchte;
• alle Nüsse (insbesondere Mandeln und Walnüsse).

Wenn Sie gegen einige Produkte allergisch sind oder sie aus einem anderen Grund nicht verwenden können, dann füllen Sie das Niveau des gewünschten Elements im Körper wieder aufkalziumh altige Präparate helfen.

Alle von ihnen sind Salze dieses Metalls, die vom Körper leicht aufgenommen werden können und schnell in Blut und Darm aufgenommen werden. Unter ihnen sind die folgenden die beliebtesten und am häufigsten verwendeten.

1. Calciumchlorid - Lösung zur Injektion oder oralen Verabreichung an Erwachsene und Kinder. Es unterscheidet sich in der Salzkonzentration in der Zusammensetzung, es wird für "heiße Injektionen" verwendet, weil es beim Injizieren ein solches Gefühl hervorruft. Zur Erleichterung der Einnahme sind Fruchtsaftformen erhältlich.
2. Calciumgluconat. Erhältlich als Tabletten (0,25 oder 0,5 g) und Lösungen zur intravenösen Injektion. Oft in Form von Tabletten enth alten verschiedene Fruchtzusätze.
3. Calciumlactat - erhältlich in 0,5-g-Tabletten