Кальций. Свойства кальция

Кальций — химический элемент II группы с атомным номером 20 в периодической системе, обозначается символом Ca (лат. Calcium). Кальций - мягкий щелочно-земельный металл серебристо-серого цвета.

20 элемент таблицы МенделееваНазвание элемента происходит от лат. calx (в родительном падеже calcis) — «известь», «мягкий камень». Оно было предложено английским химиком Хэмфри Дэви, в 1808 г. выделившим металлический кальций.
Соединения кальция — известняк, мрамор, гипс (а также известь — продукт обжига известняка) применялись в строительном деле уже несколько тысячелетий назад.
Кальций один из наиболее распространенных на Земле элементов. Соединения кальция находятся практически во всех животных и растительных тканях. На его долю приходится 3,38 % массы земной коры (5-е место по распространенности после кислорода, кремния, алюминия и железа).

Нахождение кальция в природе

Из-за высокой химической активности кальций в свободном виде в природе не встречается.
На долю кальция приходится 3,38 % массы земной коры (5-е место по распространенности после кислорода, кремния, алюминия и железа). Содержание элемента в морской воде — 400 мг/л.

Изотопы

Кальций встречается в природе в виде смеси шести изотопов: 40Ca, 42Ca, 43Ca, 44Ca, 46Ca и 48Ca, среди которых наиболее распространённый — 40Ca — составляет 96,97 %. Ядра кальция содержат магическое число протонов: Z = 20. Изотопы
40
20
Ca20 и
48
20
Ca28 являются двумя из пяти существующих в природе ядер с дважды магическим числом.
Из шести природных изотопов кальция пять стабильны. Шестой изотоп 48Ca, самый тяжелый из шести и весьма редкий (его изотопная распространённость равна всего 0,187 %), испытывает двойной бета-распад с периодом полураспада 1,6·1017 лет.

В горных породах и минералах

Большая часть кальция содержится в составе силикатов и алюмосиликатов различных горных пород (граниты, гнейсы и т. п.), особенно в полевом шпате — анортите Ca.
В виде осадочных пород соединения кальция представлены мелом и известняками, состоящими в основном из минерала кальцита (CaCO3). Кристаллическая форма кальцита — мрамор — встречается в природе гораздо реже.
Довольно широко распространены такие минералы кальция, как кальцит CaCO3, ангидрит CaSO4, алебастр CaSO4·0.5H2O и гипс CaSO4·2H2O, флюорит CaF2, апатиты Ca5(PO4)3(F,Cl,OH), доломит MgCO3·CaCO3. Присутствием солей кальция и магния в природной воде определяется её жёсткость.
Кальций, энергично мигрирующий в земной коре и накапливающийся в различных геохимических системах, образует 385 минералов (четвёртое место по числу минералов).

Биологическая роль кальция

Кальций — распространенный макроэлемент в организме растений, животных и человека. В организме человека и других позвоночных большая его часть находится в скелете и зубах. В костях кальций содержится в виде гидроксиапатита. Из различных форм карбоната кальция (извести) состоят «скелеты» большинства групп беспозвоночных (губки, коралловые полипы, моллюски и др.). Ионы кальция участвуют в процессах свертывания крови, а также служат одним из универсальных вторичных посредников внутри клеток и регулируют самые разные внутриклеточные процессы — мышечное сокращение, экзоцитоз, в том числе секрецию гормонов и нейромедиаторов. Концентрация кальция в цитоплазме клеток человека составляет около 10−4 ммоль/л, в межклеточных жидкостях около 2,5 ммоль/л.

Потребность в кальции зависит от возраста. Для взрослых в возрасте 19-50 лет и детей 4-8 лет включительно дневная потребность (RDA) составляет 1000 мг (содержится примерно в 790 мл молока с жирностью 1 %), а для детей в возрасте от 9 до 18 лет включительно — 1300 мг в сутки (содержится примерно в 1030 мл молока жирностью 1 %). В подростковом возрасте потребление достаточного количества кальция очень важно из-за интенсивного роста скелета. Однако по данным исследований в США всего 11 % девочек и 31 % мальчиков в возрасте 12-19 лет достигают своих потребностей. В сбалансированной диете большая часть кальция (около 80 %) поступает в организм ребёнка с молочными продуктами. Оставшийся кальций приходится на зерновые (в том числе цельнозерновой хлеб и гречку), бобовые, апельсины, зелень, орехи. В «молочных» продуктах на основе молочного жира (сливочном масле, сливках, сметане, мороженом на основе сливок) кальция практически не содержится. Чем больше в молочном продукте молочного жира, тем меньше в нём кальция. Всасывание кальция в кишечнике происходит двумя способами: чрезклеточно (трансцеллюлярно) и межклеточно (парацелюллярно). Первый механизм опосредован действием активной формы витамина D (кальцитриола) и её кишечными рецепторами. Он играет большую роль при малом и умеренном потреблении кальция. При большем содержании кальция в диете основную роль начинает играть межклеточная абсорбция, которая связана с большим градиентом концентрации кальция. За счёт чрезклеточного механизма кальций всасывается в большей степени в двенадцатиперстной кишке (из-за наибольшей концентрации там рецепторов в кальцитриолу). За счёт межклеточного пассивного переноса абсорбция кальция наиболее активна во всех трёх отделах тонкого кишечника. Всасыванию кальция парацеллюлярно способствует лактоза (молочный сахар).

Усвоению кальция препятствуют некоторые животные жиры (включая жир коровьего молока и говяжий жир, но не сало) и пальмовое масло. Содержащиеся в таких жирах пальмитиновая и стеариновая жирные кислоты отщепляются при переваривании в кишечнике и в свободном виде прочно связывают кальций, образуя пальмитат кальция и стеарат кальция (нерастворимые мыла). В виде этого мыла со стулом теряется как кальций, так и жир. Этот механизм ответственен за снижение всасывания кальция, снижение минерализации костей и снижение косвенных показателей их прочности у младенцев при использовании детских смесей на основе пальмового масла (пальмового олеина). У таких детей образование кальциевых мыл в кишечнике ассоциируется с уплотнением стула, уменьшением его частоты, а также более частым срыгиванием и коликами.

Концентрация кальция в крови из-за её важности для большого числа жизненно важных процессов точно регулируется, и при правильном питании и достаточном потреблении обезжиренных молочных продуктов и витамина D дефицита не возникает. Длительный дефицит кальция и/или витамина D в диете приводит к увеличению риска остеопороза, а в младенчестве вызывает рахит.

Избыточные дозы кальция и витамина D могут вызвать гиперкальцемию. Максимальная безопасная доза для взрослых в возрасте от 19 до 50 лет включительно составляет 2500 мг в сутки (около 340 г сыра Эдам).

Количество кальция в нашем организме очень легко подсчитать. Оно составит около 2% от общей массы тела, то есть примерно 1000 – 1500 г. Около 99% его входит в состав костей, дентина и эмали на зубах, а остальное количество – в состав нервных клеток и мягких тканей.

Количество кальция, необходимое в сутки

В сутки человеку необходимо 800-1000 мг кальция. Если вам за 60 или вы спортсмен, то увеличьте это количество до 1200 мг.

При каких условиях возрастает потребность в кальции?

Известно всем, что детям с раннего возраста нужно давать в пищу много творога и других молокопродуктов, а все потому, что в раннем возрасте потребность в кальции очень высокая. Если ребенок получит достаточное количество этого элемента в детстве, то он будет здоровым и проблем с костями испытывать не будет.

Беременные женщины и женщины, кормящие ребенка грудью, тоже должны употреблять много продуктов, насыщенных кальцием. От этого зависит здоровье будущего или уже имеющегося ребенка!

Спортсменам и людям с обильным потоотделением врачи также рекомендуют повысить ежедневную дозу кальция.

Полезное влияние кальция на организм

Кальций – это материал для строения зубов и костей. Кровь не может существовать без кальция, ведь он входит в ее состав. Тканевая и клеточная жидкость тоже имеют кальций в своем составе. Кальций предотвращает попадание в организм вирусов и чужеродных тел, играет важную роль в свертывании крови.

Кальций принимает участие в управлении функциями гормонов, отвечает за выделение инсулина, проявляет в организме антиаллергенные и противовоспалительные свойства, берет участие в синтезе нуклеиновых кислот и белков в мышцах, повышает защитные силы организма, принимает участие в восстановлении соляно-водного баланса организма.

Ощелачивающий эффект в кислотно-щелочном балансе происходит тоже при участии кальция. Кальций должен обязательно присутствовать в организме в нужном количестве для передачи нервных импульсов, поддержания работы сердца, мышечных сокращений, регулировки стабильности работы нервной системы. Запасается кальций в длинных трубчатых костях.

Интересно то, что при плохом снабжении организма кальцием он сам использует запасенный кальций для «нужд» крови. При помощи гормона паращитовидной железы фосфор и кальций переносятся в кровь из костной ткани. Вот так кости приносятся в жертву ради благополучия крови!

Усвояемость кальция организмом

Кальций является трудноусвояемым элементом, поэтому обеспечить организм нужным количеством кальция не очень просто. К примеру, злаковые, щавель и шпинат содержат специфические вещества, которые препятствуют усвоению кальция. Чтобы кальций мог усвоиться, он сначала обрабатывается соляной кислотой желудка, а затем поддается воздействию желчи, чтобы соли кальция могли превратиться в усвояемые вещества.

Чтобы не уменьшать усвояемость кальция, не стоит одновременно употреблять сладости и насыщенные углеводы, так как они вызывают выделение щелочных соков желудка, а те мешают соляной кислоте обрабатывать кальций.

С другой стороны, излишнее содержание в организме магния (Mg) и фосфора (P) препятствует переработке кальция. Дело в том, что фосфор (P) входит в химическую реакцию с кальцием и образует соль, которую невозможно растворить даже в кислоте.

Кальций хорошо усваивается из молочных продуктов, так как в них содержится лактоза – молочный сахар. Он под воздействием микрофлоры кишечника превращается в молочную кислоту и растворяет кальций. Любые аминокислоты или даже лимонная кислота образовывает вместе с кальцием вещества, которые легко растворяются.

Жиры также способствуют хорошему усвоению кальция. Но их должно быть определенное количество. При недостатке жиров для переработки кальция не будет хватать жирных кислот, а при переизбытке – желчных. Соотношение кальция и жиров должно быть 1:100. Таким образом, вам подойдут сливки, к примеру, 10% жирности.

Интересно, что беременные женщины усваивают кальций куда лучше, чем те. Кто не ждет ребенка.

При нехватке кальция у людей происходит замедление роста, повышение нервной возбудимости. Такие люди страдают от бессонницы, онемения и покалывания в конечностях, болей в суставах и от хрупкости ногтей. Они имеют повышенное артериальное давление, завышение болевого порога, учащенное сердцебиение. Одним из признаков дефицита кальция является тяга к поеданию мела.

У женщин при недостатке кальция бывают частые обильные менструации.

У детей при недостатке кальция может развиться рахит, а у взрослых – хрупкость костей и остеопороз. При малом количестве кальция в крови, сокращаемость мышц может быть нарушена: возникают судороги и конвульсии.

У людей с недостаточным уровнем кальция может резко ухудшаться настроение. Такой человек становится нервным, его может тошнить, аппетит может ухудшиться.

Признаки переизбытка кальция

Избыток кальция может возникнуть при приеме слишком больших доз кальция одновременно с витамином D. Также это может произойти, если человек длительное время питается исключительно молокопродуктами. Лишний кальций может оседать в органах, в мышцах и на стенках сосудов. При избыточном введении кальция и витамина D в кровь может возникнуть сильное расслабление мышечных тканей. Человек может впасть в кому или летаргический сон.

Что влияет на содержание кальция в продуктах?

Значительное количество кальция может теряться при приготовлении творога, поэтому его зачастую специально насыщают кальцием.

Причины возникновения недостатка кальция

Если в желудке недостаточное количество лактозы – фермента, перерабатывающего молоко, то усвояемость кальция может быть нарушена. За 10 дней до наступления менструаций у женщин резко снижается уровень кальция. Во время менструации это приводит к сокращениям матки, что и вызывает болезненные ощущения. При питании исключительно растительной пищей, витамин D практически не поступает в организм, от чего усвояемость кальция уменьшается.

Продукты, содержащие кальций

Все молокопродукты содержат кальций. Одни больше, другие меньше. Сыры могут содержать в себе до 1000 мг кальция. Так, плавленые сыры содержат 860-1006 мг кальция, творог – 164 мг, брынза – 630 мг. Сметана очень полезна для организма, ведь она содержит 90-120 мг кальция, а наши любимые взбитые сливки – 86 мг. Разнообразные орешки могут содержать от 100 до 250 мг кальция, поэтому любители «орешков к пиву» не будут страдать от хрупкости костей.

Обыкновенная овсянка содержит до 170 мг кальция, а если есть ее каждое утро, то в сумме с другими продуктами она полностью обеспечит кальцием ваш организм.

Взаимодействие кальция с другими элементами

При приеме препаратов, таких как кальций карбонат, с едой, нарушается всасывание сульфата железа. Если же принимать кальций карбонат даже в большом количестве на голодный желудок, то железо (Fe) будет отлично всасываться. Хорошему усвоению кальция помогает прием витамина D.

КАЛЬЦИЙ (латинский Calcium), Са, химический элемент II группы короткой формы (2-й группы длинной формы) периодической системы; относится к щёлочноземельным металлам; атомный номер 20; атомная масса 40,078. В природе существует 6 стабильных изотопов: 40 Са (96,941%), 42 Са (0,647%), 43 Са (0,135%), 44 Са (2,086%), 46 Са (0,004%), 48 Са (0,187%); искусственно получены радиоизотопы с массовыми числами 34-54.

Историческая справка. Многие природные соединения кальция были известны в глубокой древности и широко применялись в строительстве (например, гипс, известь, мрамор). Металлический кальций впервые выделен Г. Дэви в 1808 при электролизе смеси оксидов СаО и HgO и последующем разложении образовавшейся амальгамы кальция. Название происходит от латинского calx (родительный падеж calcis) - известь, мягкий камень.

Распространённость в природе . Содержание кальция в земной коре составляет 3,38% по массе. Из-за высокой химической активности в свободном состоянии не встречается. Наиболее распространены минералы анортит Ca, ангидрит CaSO 4 , апатит Ca 5 (РО 4) 3 (F,Cl,ОН), гипс CaSO 4 ·2Н 2 О, кальцит и арагонит СаСО 3 , перовскит CaTiO 3 , флюорит CaF 2 , шеелит CaWO 4 . Минералы кальция входят в состав осадочных (например, известняк), магматических и метаморфических горных пород. Соединения кальция содержатся в живых организмах: являются основными компонентами костных тканей позвоночных (гидроксиапатит, фторапатит), скелетов кораллов, раковин моллюсков (карбонат и фосфаты кальция) и др. Присутствие ионов Са 2+ определяет жёсткость воды.

Свойства . Конфигурация внешней электронной оболочки атома кальция 4s 2 ; в соединениях проявляет степень окисления +2, редко +1 ; электроотрицательность по Полингу 1,00, атомный радиус 180 пм, радиус иона Са 2+ 114 пм (координационное число 6). кальций - серебристо-белый мягкий металл; до 443 °С устойчива модификация с кубической гранецентрированной кристаллической решёткой, выше 443 °С - с кубической объёмно-центрированной решёткой; t пл 842°С, t кип 1484 °С, плотность 1550 кг/м 3 ; теплопроводность 125,6 Вт/(м·К).

Кальций - металл высокой химической активности (хранят в герметически закрытых сосудах или под слоем минерального масла). При нормальных условиях легко взаимодействует с кислородом (образуется кальция оксид СаО), при нагревании - с водородом (гидрид СаН 2), галогенами (кальция галогениды), бором (борид СаВ 6), углеродом (кальция карбид СаС 2), кремнием (силициды Ca 2 Si, CaSi, CaSi 2 , Ca 3 Si 4), азотом (нитрид Ca 3 N 2), фосфором (фосфиды Са 3 Р 2 , СаР, СаР 5), халькогенами (халькогениды состава СаХ, где Х - S, Se, Те). Кальций взаимодействует с другими металлами (Li, Cu, Ag, Au, Mg, Zn, Al, Pb, Sn и др.) с образованием интерметаллидов. Металлический кальций взаимодействует с водой с образованием кальция гидроксида Са(ОН) 2 и Н 2 . Энергично взаимодействует с большинством кислот, образуя соответствующие соли (например, кальция нитрат, кальция сульфат, кальция фосфаты). Растворяется в жидком аммиаке с образованием тёмно-синего раствора с металлической проводимостью. При испарении аммиака из такого раствора выделяется аммиакат . Постепенно кальций взаимодействует с аммиаком с образованием амида Ca(NH 2) 2 . Образует различные комплексные соединения, наибольшее значение имеют комплексы с кислородсодержащими полидентатными лигандами, например комплексонаты Са.

Биологическая роль . Кальций относится к биогенным элементам. Суточная потребность человека в кальции - около 1 г. В живых организмах ионы кальция участвуют в процессах сокращения мышц, передачи нервных импульсов.

Получение . Металлический кальций получают электролитическим и металлотермическим способами. Электролитический способ основан на электролизе расплавленного хлорида кальция с катодом касания или жидким медно-кальциевым катодом. Из образующегося медно-кальциевого сплава отгоняют кальций при температуре 1000-1080 °С и давлении 13-20 кПа. Металлотермический способ основан на восстановлении кальция из его оксида алюминием или кремнием при 1100-1200 °С. При этом образуется алюминат или силикат кальция, а также газообразный кальций, который затем конденсируют. Мировое производство соединений кальция и материалов, содержащих кальций, около 1 миллиарда т/год (1998).

Применение . Кальций применяют в качестве восстановителя при получении многих металлов (Rb, Cs, Zr, Hf, V и др.). Силициды кальция, а также сплавы кальция с натрием, цинком и другими металлами используют в качестве раскислителей и десульфураторов некоторых сплавов и нефти, для очистки аргона от кислорода и азота, в электровакуумных приборах в качестве поглотителя газов. Хлорид СаСl 2 используют в качестве осушителя в химическом синтезе, гипс применяют в медицине. Кальция силикаты являются основными компонентами цемента.

Лит.: Родякин В. В. Кальций, его соединения и сплавы. М., 1967; Спицын В. И., Мартыненко Л. И. Неорганическая химия. М., 1994. Ч. 2; Неорганическая химия / Под редакцией Ю. Д. Третьякова. М., 2004. Т. 2.

Л. Н. Комиссарова, М. А. Рюмин.

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта MEDIMARI !

Тема сегодняшней статьи « ». Оказывается, что самочувствие любого человека намного зависит от баланса кальциевого обмена в нашем теле. Другими словами, много кальция – плохо, мало кальция тоже – плохо. Нужно чтобы его всегда было достаточно, но не в переизбытке. В данной статье будут затронуты вопросы: что такое кальций, какую роль он играет для обеспечения жизнедеятельности человека .

Что такое кальций в организме человека

Если говорить об организме человека, то кальций или Calcium – это один из значимых элементов неорганической природы, влияющий на жизнеобеспечение существования каждого из нас.

Кальций в периодической таблице Д.И. Менделеева находится под номером 20 и обозначается латинскими буквами Ca. В медицине его называют макроэлементом, а на самом деле – это активный двухвалентный металл щелочноземельной природы.

Знаете ли вы, что кальций в чистом виде в природе не встречается. Его возможно выделить только из различных соединений, таких как известь, гипс и мрамор. Поэтому можно представить, что происходит в нашем организме, когда в нем возникают неправильные обменные процессы и кальций откладывается не там где нужно.

В общей сложности, в организме взрослого человека содержится больше одного килограмма кальция. В основном он входит в состав костной ткани, является твердым каркасом для скелета. Кальций является основой для роста зубов, ногтей и волос. И всего лишь 1% от общего количества кальция находится в крови. Но, тем не менее, для строения кости из получаемого извне кальция, организм использует малую часть, большая часть идет на химические процессы и, главное, на уменьшение кислотности крови.

Что же такое кальций в организме человека? Это основная минеральная составляющая костной ткани и в тоже время один из основных катионов вместе с калием, магнием и натрием, участвующий во всех обменных процессах внутри организма. Регулируют уровень кальция в крови (гомеостаза) в основном гормоны щитовидной железы и витамин D:

• паратиреоидный гормон - повышает уровень Ca крови, оказывает влияние на внедрение кальция не только в костную ткань, но и на работу почек, желудка и кишечника
• кальцитонин – действует противоположно паратгормону, т.е. снижает уровень кальция крови, участвует в метаболизме кальция
• витамин D – улучшает всасывание кальция, благодаря тому, что в почках образуется его активная форма, а именно D3. Чтобы происходило усвоение кальция, в организме должно быть достаточно витамина D

Если количество других элементов в крови, например калия, может колебаться, то кальций всегда поддерживается в одном количестве. Этот элемент, можно назвать почти константой или постоянной величиной. Даже если мы с продуктами питания не обеспечим достаточное поступление в кровь кальция, то он начнет пополняться из костей, зубов, волос.

Именно костная ткань является так называемым резервуаром кальция, из которого он переходит в кровь. Это важно, потому что таким образом обеспечивается работа сердца. Особое внимание медики обращают на количество кальция в организме у детей и пожилых людей. Ведь для растущего организма нужно много кальция, а люди преклонного возраста стремительно теряют его из костей.

В крови кальций можно обнаружить в разных формах:

1. Свободный активный – ионизированный – 60%
2. Связанный с белками (альбуминами) неактивный – 40%
3. Связанный с анионами неактивный (лактат Ca, бикарбонат Ca, фосфат Ca, цитрат Ca и другие) – 10%

Когда исследуется биохимический анализ крови на кальций , определяется суммарное содержание этих трех форм.

Кальций в организм человека можно доставить только с пищей. Его усвоение происходит в тонком кишечнике, а обменные процессы начинаются в костях. Выводится кальций из организма почками и через кишечник. Слаженная работа всех этих органов обеспечивает нормальный уровень кальция в организме.

На кальций возложено исполнение множества функций внутри организма. А значит, его недостаток или переизбыток грозит человеку тяжелыми заболеваниями.

Роль кальция в организме человека

Важно, чтобы уровень кальция поддерживался в относительно постоянных значениях, ведь он участвует во многих жизнеобеспечивающих биологических процессах внутри организма. Кальций обладает следующими функциональными свойствами, участвуя:

• в формировании вместе с фосфором костной ткани, зубов, волос
• в сокращении гладких и скелетных мышц, в том числе, управляющих ритмичной работой сердца и сосудов.
• в стабильной работе сердечнососудистой системы в тандеме с натрием, магнием, калием, что дает возможность регулировать давление крови и уменьшить проницаемость сосудов
• в воздействии на проницаемость клеточных мембран, на транспортировку сквозь эти мембраны питательных и эвакуацию отработанных веществ
• в свертывании крови, усиливая действие витамина K
• в секреции гормонов и нормализации работы эндокринных желез, которые в свою очередь воздействуют на процессы:
  • пищеварения
  • метаболизма
  • активности ферментов
  • обмена железа
  • связывание солей и вывода их из организма
• в работе нервной системы при передаче нервных импульсов, а также нормализации сна

Норма содержания кальция в крови

Кальций жизнеобеспечивающее вещество для организма. Норма содержания кальция в крови обеспечивает человеку активность, бодрость и уравновешенность. Поэтому для поддержания достаточного его количества нужно знать его норму.

• Нормой Ca в крови
  • у взрослого человека считаются показатели от 2,2 до 2,50 ммоль /л
  • у детей до 12 лет - эти показатели несколько выше – до 2,75 ммоль/л
• Рекомендуемая Норма Потребления – РНП в сутки кальция взрослыми людьми должна быть в пределах от 800 до 1200 мг , детей – 800мг

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Кальций - двадцатый элемент Периодической таблицы. Обозначение - Ca от латинского «calcium». Расположен в четвертом периоде, IIА группе. Относится к металлам. Заряд ядра равен 20.

Кальций принадлежит к числу самых распространенных в природе элементов. В земной коре его содержится приблизительно 3% (масс.). Он встречается в виде многочисленных отложений известняков и мела, а также мрамора, которые представляют собой природные разновидности карбоната кальция CaCO 3 . В больших количествах встречаются также гипс CaSO 4 ×2H 2 O, фосфорит Ca 3 (PO 4) 2 и, наконец, различные содержащие кальций силикаты.

В виде простого вещества кальций представляет собой ковкий, довольно твердый металл белого цвета (рис.1). На воздухе быстро покрывается слоем оксида, а при нагревании сгорает ярким красноватым пламенем. С холодной водой кальций реагирует сравнительно медленно, но из горячей воды быстро вытесняет водород, образуя гидроксид.

Рис. 1. Кальций. Внешний вид.

Атомная и молекулярная масса кальция

Относительной молекулярная масса вещества (M r) - это число, показывающее, во сколько раз масса данной молекулы больше 1/12 массы атома углерода, а относительная атомная масса элемента (A r) — во сколько раз средняя масса атомов химического элемента больше 1/12 массы атома углерода.

Поскольку в свободном состоянии кальций существует в виде одноатомных молекул Ca, значения его атомной и молекулярной масс совпадают. Они равны 40,078.

Изотопы кальция

Известно, что в природе кальций может находиться в виде четырех стабильных изотопов 40 Ca, 42 Ca, 43 Ca, 44 Ca, 46 Ca и 48 Ca, с явным преобладанием изотопа 40 Ca (99,97%). Их массовые числа равны 40, 42, 43, 44, 46 и 48 соответственно. Ядро атома изотопа кальция 40 Ca содержит двадцать протонов и двадцать нейтронов, а остальные изотопы отличаются от него только числом нейтронов.

Существуют искусственные изотопы кальция с массовыми числами от 34-х до 57-ми, среди которых наиболее стабильным является 41 Ca с периодом полураспада равным 102 тысячи лет.

Ионы кальция

На внешнем энергетическом уровне атома кальция имеется два электрона, которые являются валентными:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 .

В результате химического взаимодействия кальций отдает свои валентные электроны, т.е. является их донором, и превращается в положительно заряженный ион:

Ca 0 -2e → Ca 2+ .

Молекула и атом кальция

В свободном состоянии кальций существует в виде одноатомных молекул Ca. Приведем некоторые свойства, характеризующие атом и молекулу кальция:

Сплавы кальция

Кальций служит легирующим компонентом некоторых свинцовых сплавов.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1