Charakterystyka wapnia. właściwości wapnia. Formuła wapnia

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 05:38

Wśród wszystkich elementów układu okresowego jest ich kilka, bez których nie tylko możliwe jest rozwinięcie różnych chorób w żywych organizmach, ale generalnie niemożliwe jest normalne życie i rozwój. Jednym z nich jest wapń.

Ciekawe, że jeśli chodzi o ten metal, jako prostą substancję, nie przynosi on człowiekowi żadnych korzyści, a nawet szkody. Wystarczy jednak wspomnieć o jonach Ca²⁺, gdyż od razu pojawia się masa punktów charakteryzujących ich znaczenie.

Pozycja wapnia w układzie okresowym

Charakterystyka wapnia, jak każdego innego pierwiastka, rozpoczyna się od wskazania jego pozycji w układzie okresowym. W końcu dzięki niemu można się wiele dowiedzieć o tym atomie:

• opłata podstawowa;
• liczba elektronów i protonów, neutronów;
• stan utlenienia, wyższy i niższy;
• konfiguracja elektroniczna i inne ważne rzeczy.

Rozważany przez nas pierwiastek znajduje się w czwartym dużym okresie drugiej grupy, głównej podgrupy i ma numer seryjny 20. Również chemiczny układ okresowy pokazuje masę atomową wapnia - 40,08, co jest średnią wartość istniejących izotopów tegoatom.

Stan utlenienia to jeden, zawsze stały, równy +2. Formuła wyższego tlenku CaO. Łacińska nazwa pierwiastka to wapń, stąd symbol atomu Ca.

Charakterystyka wapnia jako prostej substancji

W normalnych warunkach ten element jest metalem, srebrzystobiałym. Formuła wapnia jako prostej substancji to Ca. Ze względu na wysoką aktywność chemiczną jest w stanie tworzyć wiele związków należących do różnych klas.

W stałym stanie skupienia nie wchodzi w skład organizmu ludzkiego, dlatego jest ważny dla potrzeb przemysłowych i technicznych (głównie syntez chemicznych).

Jest jednym z najpopularniejszych metali pod względem udziału w skorupie ziemskiej, około 1,5%. Należy do grupy ziem alkalicznych, ponieważ rozpuszczony w wodzie daje alkalia, ale w naturze występuje w postaci wielu minerałów i soli. Woda morska zawiera dużo wapnia (400 mg/l).

Krystaliczna siatka

Właściwość wapnia jest wyjaśniona strukturą sieci krystalicznej, która może mieć dwa typy (ponieważ istnieje forma alfa i beta):

• sześcienna skoncentrowana na twarzy;
• skoncentrowane na wolumenie.

Rodzaj wiązania w cząsteczce jest metaliczny, w miejscach sieci, jak we wszystkich metalach, znajdują się jony atomowe.

Przebywanie na łonie natury

Istnieje kilka podstawowych substancji w przyrodzie, które zawierają ten pierwiastek.

1. Woda morska.
2. Skały i minerały.
3. Żywe organizmy (muszle imuszle, tkanka kostna i tak dalej).
4. Wody gruntowe w skorupie ziemskiej.

Następujące rodzaje skał i minerałów można zidentyfikować jako naturalne źródła wapnia.

1. Dolomit to mieszanka węglanu wapnia i magnezu.
2. Fluoryt - fluorek wapnia.
3. Gips - CaSO₄ 2H₂O.
4. Kalcyt - kreda, wapień, marmur - węglan wapnia.
5. Alabaster - CaSO₄ 0.5H₂O.
6. Apatia.

Łącznie istnieje około 350 różnych minerałów i skał zawierających wapń.

Metody pozyskiwania

Przez długi czas nie było możliwe wyizolowanie metalu w postaci wolnej, ponieważ jego aktywność chemiczna jest wysoka, nie znajdziesz go w czystej postaci w naturze. Dlatego aż do XIX wieku (1808) omawiany pierwiastek był kolejną tajemnicą, którą niósł układ okresowy pierwiastków.

Wapń jako metal był w stanie zsyntetyzować angielskiego chemika Humphreya Davy'ego. To on jako pierwszy odkrył cechy oddziaływania stopów stałych minerałów i soli z prądem elektrycznym. Do chwili obecnej nadal najistotniejszym sposobem pozyskiwania tego metalu jest elektroliza jego soli, takich jak:

• mieszanka chlorków wapnia i potasu;
• mieszanina fluoru i chlorku wapnia.

Możliwe jest również wydobycie wapnia z jego tlenku przy użyciu metody aluminotermicznej, powszechnej w metalurgii.

Właściwości fizyczne

Charakterystykę wapnia pod względem parametrów fizycznych można opisać w kilku punktach.

1. Stan agregatu jest stały w normalnych warunkach.
2. Temperatura topnienia - 842 ⁰C.
3. Metal jest miękki, można go ciąć nożem.
4. Kolor - srebrzystobiały, błyszczący.
5. Ma dobre właściwości przewodzące i termiczne.
6. Podczas podgrzewania przez długi czas zamienia się w ciecz, a następnie w stan pary, tracąc swoje właściwości metaliczne. Temperatura wrzenia 1484 ⁰C.

Fizyczne właściwości wapnia mają jedną cechę. Kiedy na metal wywierany jest nacisk, w pewnym momencie traci on swoje właściwości metaliczne i zdolność przewodzenia elektryczności. Jednak przy dalszym wzroście ekspozycji jest on ponownie przywracany i objawia się jako nadprzewodnik, kilkakrotnie wyższy niż pozostałe elementy w tych wskaźnikach.

Właściwości chemiczne

Aktywność tego metalu jest bardzo wysoka. Dlatego istnieje wiele interakcji, w które wchodzi wapń. Reakcje ze wszystkimi niemetalami są dla niego wspólne, ponieważ jako reduktor jest bardzo silny.

1. W normalnych warunkach łatwo reaguje, tworząc odpowiednie związki dwuskładnikowe z: halogenami, tlenem.
2. Po podgrzaniu: wodór, azot, węgiel, krzem, fosfor, bor, siarka i inne.
3. Na wolnym powietrzu natychmiast wchodzi w reakcję z dwutlenkiem węgla i tlenem, przez co pokrywa się szarym nalotem.
4. Reaguje gwałtownie z kwasami, czasami jest łatwopalny.

Ciekawe właściwości wapnia pojawiają się, jeśli chodzi oo tym w składzie soli. Tak więc piękne stalaktyty i stalagmity jaskiniowe, które rosną na suficie i ścianach, to nic innego jak węglan wapnia, powstały z biegiem czasu z wody, dwutlenku węgla i wodorowęglanów pod wpływem procesów zachodzących w wodach gruntowych.

Biorąc pod uwagę aktywność metalu w normalnym stanie, jest on przechowywany w laboratoriach, takich jak laboratoria alkaliczne. W pojemniku z ciemnego szkła, ze szczelnie zamkniętą pokrywką i pod warstwą nafty lub parafiny.

Jakościową reakcją na jony wapnia jest kolor płomienia w pięknym, bogatym, ceglastym kolorze. Metal w składzie związków można również zidentyfikować na podstawie nierozpuszczalnych osadów niektórych jego soli (węglan wapnia, fluorek, siarczan, fosforan, krzemian, siarczyn).

Złącza metalowe

Rodzaje związków metali są następujące:

• tlenek;
• wodorotlenek;
• sole wapnia (średnie, kwaśne, zasadowe, podwójne, złożone).

Tlenek wapnia jest znany jako wapno palone. CaO służy do tworzenia materiału budowlanego (wapna). Jeśli zgaśniesz tlenek wodą, otrzymasz odpowiedni wodorotlenek, który wykazuje właściwości alkaliczne.

Różne sole wapnia, które są wykorzystywane w różnych sektorach gospodarki, mają ogromne znaczenie praktyczne. Jakie rodzaje soli istnieją, wspomnieliśmy już powyżej. Oto przykłady rodzajów tych związków.

1. Średnie sole - węglan CaCO₃, fosforan Ca₃(PO₄) ₂ i inne.
2. Kwaśny - wodorosiarczan CaHSO₄.
3. Basic - wodorowęglan(SaOH)₃PO₄.
4. Kompleks - [Ca (NH₃)₈] Cl_2.
5. Podwójny - 5Ca(NIE₃)₂NH₄NIE 3_10H2_O.

To właśnie w postaci związków tej klasy wapń jest ważny dla systemów biologicznych, ponieważ sole są źródłem jonów dla organizmu.

Rola biologiczna

Jakie znaczenie ma wapń dla ludzkiego organizmu? Powodów jest kilka.

1. Jony tego pierwiastka wchodzą w skład substancji międzykomórkowej i płynu tkankowego, uczestnicząc w regulacji mechanizmów wzbudzania, produkcji hormonów i neuroprzekaźników.
2. Wapń gromadzi się w kościach, szkliwie zębów w ilości około 2,5% całkowitej masy ciała. To całkiem sporo i odgrywa ważną rolę we wzmacnianiu tych konstrukcji, zachowaniu ich wytrzymałości i stabilności. Wzrost ciała bez tego jest niemożliwy.
3. Krzepnięcie krwi zależy również od omawianych jonów.
4. Jest częścią mięśnia sercowego, uczestnicząc w jego pobudzeniu i skurczu.
5. Uczestniczy w procesach egzocytozy i innych zmian wewnątrzkomórkowych.

Jeśli ilość spożywanego wapnia jest niewystarczająca, wtedy rozwój chorób takich jak:

• krzywica;
• osteoporoza;
• choroby krwi.

Dzienna norma dla osoby dorosłej to 1000 mg, a dla dzieci od 9 roku życia 1300 mg. Aby nie dopuścić do nadmiaru tego pierwiastka w organizmie, nie należy przekraczać wskazanej dawki. Inaczejmoże rozwinąć się choroba jelit.

Dla wszystkich innych żywych istot wapń jest nie mniej ważny. Na przykład wiele bezkręgowców, choć nie mają szkieletu, to jednak zewnętrznymi środkami ich wzmocnienia są również nacieki tego metalu. Wśród nich:

• skorupiaki;
• mule i ostrygi;
• gąbki;
• polipy koralowe.

Wszystkie noszą na plecach lub w zasadzie tworzą w procesie życia jakiś zewnętrzny szkielet, który chroni je przed wpływami zewnętrznymi i drapieżnikami. Jego głównym składnikiem są sole wapnia.

Kręgowce, podobnie jak ludzie, potrzebują tych jonów do normalnego wzrostu i rozwoju oraz pozyskują je z pożywienia.

Preparaty zawierające wapń

Istnieje wiele opcji, dzięki którym można nadrobić brakujący element w ciele. Najlepsze ze wszystkich oczywiście naturalne metody - produkty zawierające pożądany atom. Jeśli jednak z jakiegoś powodu jest to niewystarczające lub niemożliwe, ścieżka medyczna jest również akceptowalna.

Tak więc lista produktów spożywczych zawierających wapń wygląda mniej więcej tak:

• produkty mleczne i kwaśne mleko;
• ryba;
• zielone;
• zboża (gryka, ryż, wypieki pełnoziarniste);
• niektóre owoce cytrusowe (pomarańcze, mandarynki);
• rośliny strączkowe;
• wszystkie orzechy (zwłaszcza migdały i orzechy włoskie).

Jeśli jesteś uczulony na niektóre produkty lub nie możesz ich używać z innego powodu, uzupełnij poziom pożądanego pierwiastka w organizmiePomogą w tym preparaty zawierające wapń.

Wszystkie są solami tego metalu, które mają zdolność łatwego wchłaniania przez organizm, szybkiego wchłaniania do krwi i jelit. Wśród nich najbardziej popularne i używane są następujące.

1. Chlorek wapnia - roztwór do wstrzykiwań lub podawania doustnego dorosłym i dzieciom. Różni się stężeniem soli w składzie, używa się go do „zastrzyków na gorąco”, ponieważ powoduje właśnie takie odczucie po wstrzyknięciu. Formy soków owocowych są dostępne dla ułatwienia spożycia.
2. Glukonian wapnia. Dostępne w postaci tabletek (0,25 lub 0,5 g) i roztworów do wstrzykiwań dożylnych. Często w postaci tabletek zawiera różne dodatki owocowe.
3. Mleczan wapnia - dostępny w tabletkach 0,5g