К каким элементам относится кальций

На подуровне ‘s’ может находиться до 2 электронов, на ‘s’ — до 6, на ‘d’ — до 10 и на ‘f’ до 14

Кальций имеет 20 электронов, заполним электронные оболочки в описанном выше порядке:

2 электрона на 1s-подуровне

2 электрона на 2s-подуровне

6 электронов на 2p-подуровне

2 электрона на 3s-подуровне

6 электронов на 3p-подуровне

2 электрона на 4s-подуровне

Степень окисления кальция

Атомы кальция в соединениях имеют степени окисления 2.

Степень окисления — это условный заряд атома в соединении: связь в молекуле между атомами основана на разделении электронов, таким образом, если у атома виртуально увеличивается заряд, то степень окисления отрицательная (электроны несут отрицательный заряд), если заряд уменьшается, то степень окисления положительная.

Ионы кальция

Валентность Ca

Атомы кальция в соединениях проявляют валентность II.

Элементы 2(IIA) группы и их соединения. Кальций. 1 часть. 9 класс.

Валентность кальция характеризует способность атома Ca к образованию хмических связей. Валентность следует из строения электронной оболочки атома, электроны, участвующие в образовании химических соединений называются валентными электронами. Более обширное определение валентности это:

Число химических связей, которыми данный атом соединён с другими атомами

Валентность не имеет знака.

Квантовые числа Ca

Квантовые числа определяются последним электроном в конфигурации, для атома Ca эти числа имеют значение N = 4, L = 0, Ml = 1, Ms = -½

Видео заполнения электронной конфигурации (gif):

Результат:

Энергия ионизации

Чем ближе электрон к центру атома — тем больше энергии необходимо, что бы его оторвать. Энергия, затрачиваемая на отрыв электрона от атома называется энергией ионизации и обозначается Eo. Если не указано иное, то энергия ионизации — это энергия отрыва первого электрона, также существуют энергии ионизации для каждого последующего электрона.

Энергия ионизации Ca:
Eo = 590 кДж/моль

— Что такое ион читайте в статье.

Перейти к другим элементам таблицы менделеева

Где Ca в таблице менделеева? найти

Источник: k-tree.ru

Кальций

Название элемента «кальций» происходит от лат. calx, calcis — известь («мягкий камень»). Оно было предложено английским химиком Хэмфри Дэви, в 1808 году выделивший металлический кальций электролизом. Дэви смешивал влажную гашеную известь с оксидом ртути HgO на платиновой пластине, которая была анодом. Катодом служил платиновый провод, погруженный в жидкую ртуть.

В результате электролиза получалась амальгама кальция.

Распространение в природе

По распространенности в природе кальций занимает пятое место среди химических элементов (3,6 % массы земной коры). В связи с высокой химической активностью в свободном состоянии он не встречается. Наиболее распространенными его соединениями являются известняк, мел и мрамор, которые имеют одинаковый химический состав CaCO3, но различную кристаллическую структуру.

Кларк кальция в каменных метеоритах 1,4 %, ультраосновных — 0,7 %, основных — 6,72 %, средних — 4,65 %, кислых породах — 1,58 %.

Кальций входит в состав многих минералов. Составная часть известняков, мрамора и тому подобное. Эти минералы часто образуют целые горные массивы. В больших количествах встречаются также апатиты и фосфориты, основой которых является фосфат кальция Са3(РО4)2. Достаточно распространенным является минерал гипс CaSO4 · 2Н2О.

Кроме того, значительные количества соединений кальция содержатся в почве и природных водах, а также входят в состав животных и растительных организмов. Так, например, минеральная масса костей и зубов животных содержит около 80 % фосфата кальция Са3(РО4)2, а скорлупа яиц почти полностью состоит из карбоната кальция СаСО3.

Физические свойства

В свободном состоянии кальций — серебристо-белый легкий металл. Плотность его 1,55 г/см³. Температура плавления 851 °С. Твердость кальция невелика, он лишь немного тверже свинца и натрий. Пластичность достаточно высока: кальций легко прессовать и раскатывать в тонкие листочки.

Химические свойства

Реакция кальция с водой

Кальций относится к главной подгруппе второй группы периодической системы Менделеева. Его атомы на внешнем энергетическом уровне имеют по два электрона. Эти электроны он легко теряет и превращается в положительно заряженные ионы Са 2+ . Во всех своих соединениях кальций бывает только двухвалентный. Кальций принадлежит к самым активным металлов и по своей химической активности уступает лишь щелочным металлам.

При обычной температуре кальций легко взаимодействует с кислородом и влагой воздуха, поэтому его хранят под слоем керосина, вазелина или в герметически закрытом сосуде. При нагревании он легко воспламеняется, образуя оксид кальция:

Кальций легко взаимодействует также с водой, особенно при нагревании, а с кислотами реагирует очень бурно:

С влажным бромом и хлором кальций взаимодействует уже при обычной температуре, а при нагревании непосредственно реагирует с серой, азотом, графитом и другими веществами, а также восстанавливает почти все металлы из их оксидов:

Применение

Металлический кальций применяют главным образом в металлургии для получения некоторых металлов из их оксидов, которые трудно восстанавливаются, например ванадия, хрома и др.

Кальций используют также для раскисления стали и бронзы при их выплавке, а также для изготовления некоторых сплавов. Так, сплав свинца с небольшой добавкой кальция служит для заливки подшипников железнодорожных вагонов. Кроме того, кальций применяют для обезвоживания некоторых органических жидкостей и других целей. Используется в металлургии для изготовления сплавов и как восстановитель. Широко применяют природные соли кальция.

Соединения кальция широко применяются как антигистаминные средства. Соединения кальция входят в состав препаратов для профилактики остеопороза, в витаминные комплексы.

Биологическая роль

Кальций — самый распространенный макроэлемент в организме человека, большая его часть находится в скелете и зубах в виде фосфатов. Ионы кальция участвуют в процессах свертывания крови, мышечных и нейронных реакциях, обеспечивающих осмотическое давление крови. Потребность в кальции зависит от возраста. Для взрослых необходимая суточная норма составляет от 800 до 1000 мг, для детей — от 600 до 900 мг, что очень важно из-за интенсивного роста скелета ребенка. Злоупотребление кофе и алкоголем может приводить к дефициту извести.

Кальций относится к щелочноземельным металлам и имеет высокую биохимическую активность. В организме человека содержится около 1,5 кг кальция. Он является основным структурным элементом костей и зубов, входит в состав ногтей, волос, мягких тканей, внеклеточной жидкости и плазмы крови. Кальций является важным компонентом системы свертывания крови, он поддерживает правильное соотношение солей в организме человека.

К числу наиболее важных функций в живом организме принадлежит его участие в работе различных ферментных систем, в том числе обеспечивающих сокращение мышц и передачи нервных импульсов, изменяющих активность гормонов и т. п. Кальций также влияет на проницаемость тканей для калия и натрия, способствует стабилизации мембран нервных клеток.

Источником кальция являются пищевые продукты. С пищей взрослый человек может получить около 10 г кальция, беременные женщины — до 15 г, кормящие — до 20 г. Кальций поступает с пищей в основном в виде нерастворимых в воде солей, которые растворяются в желудке человека с помощью желудочного сока, затем подвергаются воздействию желчных кислот, переводящих его в усваиваемую форму.

Литература

• Глоссарий терминов по химии // Й.Опейда, О.Швайка. Ин-т физико-органической химии и углехимии им. Л. М. Литвиненко НАН Украины, Донецкий национальный университет — Донецк: «Вебер», 2008. — 758 с. ISBN 978-966-335-206-0
• Малая горная энциклопедия. В 3-х т. / Под ред. В. С. Белецкого. — Донецк: Донбасс, 2004. — ISBN 966-7804-14-3.
• Ф. А. Деркач «Химия» Л. 1968
• В. В. Сухан, Т. В. Табенська, А. Й. Капустянка, В. Ф. Горлач «Химия» 1995

Источник: cyclowiki.org

Кальций

Биологическая роль кальция

Прежде всего, кальций является важнейшим структурным компонентом костей и зубов.
Также кальций регулирует проницаемость клеточных мембран, а также инициирует ответы клеток на различные внешние стимулы. Присутствие кальция в клетки или во внеклеточной среде обуславливает дифференцировку клетки, а также сокращение мышц, секрецию и перистальтику. Кальций регулирует активность многих ферментов (включая ферменты систем свертывания крови). Кальций регулирует работу некоторых эндокринных желез, обладает десенсибилизирующим и противовоспалительным эффектом.

Основные функции кальция в организме:

• структурный компонент костей и зубов
• участвует в мышечных сокращениях
• регулирует проницаемость клеточных мембран
• участвует проводимости сигнала по нервным клеткам
• регулирует сердечную деятельность
• участвует в свертывании крови

Пищевые источники кальция

Во многих продуктах питания растительного происхождения кальций содержится в виде труднорастворимых соединений (фосфатов, карбонатов, оксалатов), что обуславливает его плохое усвоение из них. Наиболее важным источником кальция является молоко (120мг/100г) и молочные продукты (особенно следует выделить сыр – содержит около 1000мг/100г). За счет молочных продуктов удовлетворяется до 80% от физиологической потребности человека в кальции.

Среди растительных продуктов кальцием наиболее богаты ламинария, орехи и семена, как миндаль, лесной орех, кунжут, фисташки, фасоль, инжир, брюква, капуста брокколи, капуста, хрен, петрушка, лук, курага, яблоки и др.

Дополнительным существенным источником кальция являются специально обогащенные пищевые продукты (соки и мука).

Дефицит кальция

Основные факторы, приводящие к дефициту кальция в организме:

• гиповитаминоз по витамину D;
• нерациональное питание (дефицит кальция в поступающей пище);
• нарушения всасывания Ca;
• избыточное поступление веществ, препятствующих усвоению кальция или способствующих его быстрому выведению (фосфор, щавелевая кислота, свинец, цинк, магний, кобальт, железо);
• болезни щитовидной железы и паращитовидных желез;
• некомпенсированная повышенная потребность в кальции (рост у детей, беременность и лактация, постменопауза);
• повышенное выведение кальция при использовании мочегонных и слабительных средств.

Последствия дефицита кальция:

• сниженная плотность костей, переломы, деформация позвонков, остеоартроз, остеопороз;
• повышенная утомляемость, общая слабость как реакция организма на дефицит кальция;
• судороги, боли в мышцах;
• нарушения роста;
• болезнь Кашина-Бека, в списке основных причин, развития которой значится дефицит микроэлементов, поступающих в организм с продуктами и водой, в том числе и кальция;
• мочекаменная болезнь;
• нарушения свертываемости крови, кровоточивость.

Избыток кальция

Основные причины:

• избыточное поступление с пищевыми продуктами, лекарственными средствами и БАД к пище
• нарушения обмена кальция, включая связанные с нарушением регуляции (нарушение функции паращитовидной и щитовидной железы, заболевания и травмы нервной системы)
• гипервитаминоз по витамину D

Последствия:

• снижение возбудимости скелетных мышц и нервных волокон
• снижение тонуса гладких мышц
• повышенная свертываемость крови
• повышение кислотности желудочного сока (гиперацидный гастрит, язвы желудка)
• кальциноз, отложение кальция в органах и тканях
• брадикардия, стенокардия
• подагра
• увеличение выделения солей кальция с мочой, нефрокальциноз, почечно-каменная болезнь
• увеличение риска заболеваний щитовидной и паращитовидных желез, аутоиммунного тиреоидита

Источник: moydietolog.ru