אפיון של סידן. תכונות של סידן. נוסחת סידן

2024 מְחַבֵּר: Angel Austin | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 05:26

בין כל היסודות של המערכת המחזורית ישנם כמה מהם, שבלעדיהם לא רק ניתן לפתח מחלות שונות באורגניזמים חיים, אלא שבדרך כלל אי אפשר לחיות ולגדול כרגיל. אחד מהם הוא סידן.

מעניין שכאשר מדובר למתכת הזו, כחומר פשוט, אין לה שום תועלת לאדם, אפילו נזק. עם זאת, צריך רק להזכיר את היונים Ca²⁺, שכן מיד יש מסה של נקודות המאפיינת את חשיבותם.

מיקום הסידן בטבלה המחזורית

אפיון של סידן, כמו כל יסוד אחר, מתחיל באינדיקציה של מיקומו במערכת המחזורית. אחרי הכל, זה מאפשר ללמוד הרבה על האטום הזה:

• חיוב ליבה;
• מספר אלקטרונים ופרוטונים, נויטרונים;
• מצב חמצון, גבוה ונמוך יותר;
• תצורה אלקטרונית ודברים חשובים אחרים.

היסוד שאנו שוקלים נמצא בתקופה הגדולה הרביעית של הקבוצה השנייה, תת-הקבוצה הראשית ויש לו מספר סידורי 20. כמו כן, הטבלה המחזורית הכימית מציגה את המשקל האטומי של סידן - 40.08, שהוא הממוצע הממוצע הערך של האיזוטופים הקיימים של זהatom.

מצב החמצון הוא אחד, תמיד קבוע, שווה ל-+2. הנוסחה של התחמוצת הגבוהה יותר CaO. השם הלטיני ליסוד הוא סידן, ומכאן הסמל של האטום Ca.

אפיון של סידן כחומר פשוט

בתנאים רגילים, אלמנט זה הוא מתכת, לבן כסוף. הנוסחה של סידן כחומר פשוט היא Ca. בשל פעילותו הכימית הגבוהה, הוא מסוגל ליצור תרכובות רבות השייכות למחלקות שונות.

במצב מוצק של צבירה, הוא אינו כלול בגוף האדם, לכן הוא חשוב לצרכים תעשייתיים וטכניים (בעיקר סינתזות כימיות).

היא אחת המתכות הנפוצות ביותר במונחים של חלק בקרום כדור הארץ, כ-1.5%. הוא שייך לקבוצת כדור הארץ הבסיסי, שכן כאשר הוא מומס במים הוא נותן אלקליות, אך בטבע הוא מתרחש בצורה של מינרלים ומלחים מרובים. הרבה סידן (400 מ ג/ליטר) כלול במי הים.

סריג קריסטל

המאפיין של סידן מוסבר על ידי מבנה סריג הגביש, שיכול להיות לו שני סוגים (מאחר שיש צורת אלפא ובטא):

• מעוקב פנים ממוקד;
• נפח ממוקד.

סוג הקשר במולקולה הוא מתכתי, באתרי הסריג, כמו בכל המתכות, יש יונים אטומים.

להיות בטבע

יש כמה חומרים בסיסיים בטבע המכילים יסוד זה.

1. מי ים.
2. סלעים ומינרלים.
3. אורגניזמים חיים (קונכיות וקונכיות, רקמת עצם וכן הלאה).
4. מי תהום בקרום כדור הארץ.

ניתן לזהות את סוגי הסלעים והמינרלים הבאים כמקורות טבעיים לסידן.

1. דולומיט הוא תערובת של סידן ומגנזיום פחמתי.
2. פלואוריט - סידן פלואוריד.
3. Gypsum - CaSO₄ 2H₂O.
4. Calcite - גיר, אבן גיר, שיש - סידן פחמתי.
5. Alabaster - CaSO₄ 0.5H₂O.
6. Apatity.

בסך הכל, ישנם כ-350 מינרלים וסלעים שונים המכילים סידן.

שיטות להשגה

לא ניתן היה לבודד את המתכת בצורה חופשית במשך זמן רב, מאחר והפעילות הכימית שלה גבוהה, לא תמצאו אותה בצורה טהורה בטבע. לכן, עד המאה ה-19 (1808), היסוד המדובר היה עוד תעלומה שהטבלה המחזורית נושאת.

סידן כמתכת הצליח לסנתז את הכימאי האנגלי המפרי דייווי. זה היה זה שגילה לראשונה את תכונות האינטראקציה של נמסים של מינרלים מוצקים ומלחים עם זרם חשמלי. עד כה, עדיין הדרך הרלוונטית ביותר להשיג מתכת זו היא אלקטרוליזה של המלחים שלה, כגון:

• תערובת של כלורי סידן ואשלגן;
• תערובת של פלואוריד וסידן כלורי.

ניתן גם להפיק סידן מהתחמוצת שלו בשיטה האלונותרמית הנפוצה במטלורגיה.

נכסים פיזיים

אפיון של סידן במונחים של פרמטרים פיזיקליים ניתן לתאר בכמה נקודות.

1. המצב המצטבר מוצק בתנאים רגילים.
2. נקודת התכה - 842 ⁰C.
3. המתכת רכה, ניתן לחתוך בסכין.
4. צבע - לבן כסוף, מבריק.
5. יש לו תכונות מוליכות ותרמיות טובות.
6. כאשר הוא מחומם במשך זמן רב, הוא הופך לנוזל, ולאחר מכן למצב אדים, ומאבד את התכונות המתכתיות שלו. נקודת רתיחה 1484 ⁰C.

לתכונות הפיזיקליות של סידן יש תכונה אחת. כאשר מופעל לחץ על מתכת, בנקודת זמן מסוימת היא מאבדת את תכונותיה המתכתיות ואת יכולתה להוליך חשמל. עם זאת, עם עלייה נוספת בחשיפה, הוא משוחזר שוב ומתבטא כמוליך-על, גבוה פי כמה משאר האלמנטים במדדים אלו.

מאפיינים כימיים

הפעילות של מתכת זו גבוהה מאוד. לכן, ישנן אינטראקציות רבות בהן נכנס סידן. תגובות עם כל הלא-מתכות שכיחות אצלו, כי בתור גורם מפחית הוא חזק מאוד.

1. בתנאים רגילים מגיב בקלות ליצירת התרכובות הבינאריות המתאימות עם: הלוגנים, חמצן.
2. בעת חימום: מימן, חנקן, פחמן, סיליקון, זרחן, בורון, גופרית ואחרים.
3. באוויר הפתוח, הוא יוצר אינטראקציה מיידית עם פחמן דו חמצני וחמצן, ולכן הוא מתכסה בציפוי אפור.
4. מגיב באלימות עם חומצות, לפעמים דליקות.

תכונות מעניינות של סידן מופיעות כשמדוברעל זה בהרכב המלחים. אז, נטיפים המערות והזקיפים היפים שגדלים על התקרה והקירות הם לא יותר מסידן פחמתי, שנוצר עם הזמן ממים, פחמן דו חמצני וביקרבונט בהשפעת תהליכים בתוך מי התהום.

בהתחשב במידת הפעילה של המתכת במצבה הרגיל, היא מאוחסנת במעבדות, כמו מעבדות אלקליות. במיכל זכוכית כהה, עם מכסה סגור היטב ומתחת לשכבת נפט או פרפין.

תגובה איכותית ליון הסידן היא צבע הלהבה בצבע אדום לבנים יפהפה ועשיר. כמו כן, ניתן לזהות מתכת בהרכב התרכובות לפי משקעים בלתי מסיסים של חלק ממלחיה (סידן קרבונט, פלואוריד, סולפט, פוספט, סיליקט, סולפיט).

חיבורי מתכת

סוגי תרכובות המתכת הם כדלקמן:

• oxide;
• hydroxide;
• מלחי סידן (בינוני, חומצי, בסיסי, כפול, מורכב).

תחמוצת סידן ידוע בתור סיד חצוי. CaO משמש ליצירת חומר בניין (סיד). אם מכבים את התחמוצת במים, מקבלים את ההידרוקסיד המקביל, שמציג את התכונות של אלקלי.

למלחי סידן שונים, המשמשים במגזרים שונים במשק, יש חשיבות מעשית רבה. איזה סוג של מלחים קיימים, כבר הזכרנו לעיל. להלן דוגמאות לסוגי התרכובות הללו.

1. מלחים בינוניים - קרבונט CaCO₃, פוספט Ca₃(PO₄) ₂ ואחרים.
2. Acidic - hydrosulfate CaHSO₄.
3. Basic - ביקרבונט(SaOH)₃PO₄.
4. קומפלקס - [Ca (NH₃)₈] Cl_2.
5. Double - 5Ca(NO₃)₂NH₄NO 3_10H2_O.

בצורת תרכובות מסוג זה סידן חשוב למערכות ביולוגיות, שכן מלחים הם מקור היונים לגוף.

תפקיד ביולוגי

מהי חשיבות הסידן לגוף האדם? ישנן מספר סיבות.

1. יונים של יסוד זה הם חלק מהחומר הבין-תאי ונוזל הרקמה, המשתתפים בוויסות מנגנוני העירור, ייצור ההורמונים והנוירוטרנסמיטורים.
2. סידן מצטבר בעצמות, אמייל השן בכמות של כ-2.5% ממשקל הגוף הכולל. זה די הרבה ויש לו תפקיד חשוב בחיזוק המבנים הללו, שמירה על החוזק והיציבות שלהם. גדילת הגוף בלעדיו בלתי אפשרית.
3. קרישת הדם תלויה גם ביונים המדוברים.
4. זה חלק משריר הלב, משתתף בגירוי ובכיווץ שלו.
5. האם משתתף בתהליכי אקסוציטוזיס ושינויים תוך תאיים אחרים.

אם כמות הסידן הנצרכת אינה מספיקה, אז התפתחות מחלות כגון:

• rickets;
• אוסטאופורוזיס;
• מחלות דם.

הנורמה היומית למבוגר היא 1000 מ"ג, ולילדים מגיל 9 1300 מ"ג. על מנת למנוע שפע יתר של יסוד זה בגוף, אין לחרוג מהמינון המצוין. אחרתבמקרה, מחלת מעי עלולה להתפתח.

עבור כל שאר היצורים החיים, הסידן חשוב לא פחות. לדוגמה, חסרי חוליות רבים, למרות שאין להם שלד, עם זאת, אמצעים חיצוניים לחיזוקם הם גם תצורות של מתכת זו. ביניהם:

• shellfish;
• מולים וצדפות;
• ספוגים;
• פוליפים אלמוגים.

כולם נושאים על הגב או, באופן עקרוני, יוצרים בתהליך החיים סוג של שלד חיצוני המגן עליהם מפני השפעות חיצוניות וטורפים. המרכיב העיקרי שלו הוא מלחי סידן.

חולייתנים, כמו בני אדם, זקוקים ליונים אלה לצמיחה והתפתחות תקינים ומקבלים אותם מהמזון.

תכשירים המכילים סידן

ישנן אפשרויות רבות שבאמצעותן ניתן להשלים את האלמנט החסר בגוף. החשוב מכל, כמובן, שיטות טבעיות - מוצרים המכילים את האטום הרצוי. עם זאת, אם מסיבה כלשהי זה לא מספיק או בלתי אפשרי, גם המסלול הרפואי מקובל.

אז, רשימת המזונות המכילים סידן היא בערך כך:

• מוצרי חלב וחלב חמוץ;
• fish;
• greens;
• דגנים (כוסמת, אורז, מאפים מחיטה מלאה);
• כמה פירות הדר (תפוזים, קלמנטינות);
• קטניות;
• כל האגוזים (במיוחד שקדים ואגוזי מלך).

אם אתה אלרגי למוצרים מסוימים או שאתה לא יכול להשתמש בהם מסיבה אחרת, אז החזר את רמת האלמנט הרצוי בגוףתכשירים המכילים סידן יעזרו.

כולם הם מלחים של מתכת זו, בעלי יכולת להיספג בקלות בגוף, להיספג במהירות בדם ובמעיים. ביניהם, הבאים הם הפופולריים והמשומשים ביותר.

1. סידן כלוריד - תמיסה להזרקה או למתן דרך הפה למבוגרים וילדים. זה שונה בריכוז המלח בהרכב, הוא משמש ל"זריקות חמות", מכיוון שהוא גורם לתחושה כזו בעת הזרקה. צורות של מיץ פירות זמינות כדי להקל על הבליעה.
2. סידן גלוקונאט. זמין כטבליות (0.25 או 0.5 גרם) ותמיסות להזרקה לווריד. לעתים קרובות בצורה של טבליות מכיל תוספי פירות שונים.
3. סידן לקטט - זמין בטבליות של 0.5 גרם