Charakteristika vápnika. vlastnosti vápnika. Vápnikový vzorec

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 05:40

Medzi všetkými prvkami periodickej sústavy je niekoľko z nich, bez ktorých je nielen možné vyvinúť rôzne choroby v živých organizmoch, ale vo všeobecnosti nie je možné normálne žiť a rásť. Jedným z nich je vápnik.

Je zaujímavé, že pokiaľ ide o tento kov, ako jednoduchú látku, nemá pre človeka žiadny úžitok, dokonca ani škodu. Stačí však spomenúť ióny Ca²⁺, pretože hneď existuje množstvo bodov charakterizujúcich ich dôležitosť.

Pozícia vápnika v periodickej tabuľke

Charakteristika vápnika, ako každého iného prvku, začína označením jeho polohy v periodickom systéme. Koniec koncov, umožňuje naučiť sa veľa o tomto atóme:

• základný poplatok;
• počet elektrónov a protónov, neutróny;
• oxidačný stav, vyšší a nižší;
• elektronická konfigurácia a ďalšie dôležité veci.

Prvok, o ktorom uvažujeme, sa nachádza vo štvrtom veľkom období druhej skupiny, hlavnej podskupiny a má poradové číslo 20. Taktiež chemická periodická tabuľka ukazuje atómovú hmotnosť vápnika - 40,08, čo je priemer hodnotu existujúcich izotopov tohtoatóm.

Oxidačný stav je jedna, vždy konštantný, rovný +2. Vzorec vyššieho oxidu CaO. Latinský názov prvku je vápnik, odtiaľ symbol pre atóm Ca.

Charakteristika vápnika ako jednoduchej látky

Za normálnych podmienok je tento prvok kov, striebristo biely. Vzorec vápnika ako jednoduchej látky je Ca. Vďaka svojej vysokej chemickej aktivite je schopný tvoriť veľa zlúčenín patriacich do rôznych tried.

V pevnom stave agregácie nie je súčasťou ľudského tela, preto je dôležitý pre priemyselné a technické potreby (hlavne chemické syntézy).

Je jedným z najbežnejších kovov z hľadiska podielu v zemskej kôre, asi 1,5%. Patrí do skupiny alkalických zemín, pretože po rozpustení vo vode dáva alkálie, ale v prírode sa vyskytuje vo forme viacerých minerálov a solí. Veľa vápnika (400 mg/l) obsahuje morská voda.

Kryštálová mriežka

Charakteristika vápnika sa vysvetľuje štruktúrou kryštálovej mriežky, ktorá môže mať dva typy (keďže existuje alfa a beta forma):

• cubic face-centric;
• zamerané na objem.

Typ väzby v molekule je kovový, na miestach mriežky sa ako všetky kovy nachádzajú atómové ióny.

Byť v prírode

V prírode existuje niekoľko základných látok, ktoré obsahujú tento prvok.

1. Morská voda.
2. Skamene a minerály.
3. Živé organizmy (škrupiny aškrupiny, kostné tkanivo atď.).
4. Podzemná voda v zemskej kôre.

Nasledujúce typy hornín a minerálov možno identifikovať ako prírodné zdroje vápnika.

1. Dolomit je zmesou uhličitanu vápenatého a horečnatého.
2. Fluorit – fluorid vápenatý.
3. Sadra - CaSO₄ 2H₂O.
4. Vápnik - krieda, vápenec, mramor - uhličitan vápenatý.
5. Alabaster - CaSO₄ 0,5H₂O.
6. Apatity.

Celkovo existuje asi 350 rôznych minerálov a hornín, ktoré obsahujú vápnik.

Spôsoby získania

Kov vo voľnej forme nebolo možné dlho izolovať, keďže jeho chemická aktivita je vysoká, v čistej forme ho v prírode nenájdete. Preto až do 19. storočia (1808) bol príslušný prvok ďalšou záhadou, ktorú periodická tabuľka nesie.

Vápnik ako kov dokázal syntetizovať anglický chemik Humphrey Davy. Bol to on, kto prvýkrát objavil vlastnosti interakcie tavenín pevných minerálov a solí s elektrickým prúdom. K dnešnému dňu je stále najdôležitejším spôsobom získania tohto kovu elektrolýza jeho solí, ako napríklad:

• zmes chloridov vápnika a draslíka;
• zmes fluoridu a chloridu vápenatého.

Vápnik je tiež možné extrahovať z jeho oxidu pomocou aluminotermickej metódy bežnej v metalurgii.

Fyzikálne vlastnosti

Charakteristiku vápnika z hľadiska fyzikálnych parametrov možno opísať v niekoľkých bodoch.

1. Stav agregátu je za normálnych podmienok pevný.
2. Teplota topenia - 842 ⁰C.
3. Kov je mäkký, dá sa rezať nožom.
4. Farba - striebristo biela, lesklá.
5. Má dobré vodivé a tepelné vlastnosti.
6. Pri dlhom zahrievaní sa premení na kvapalinu, potom na paru, pričom stráca svoje kovové vlastnosti. Bod varu 1484 ⁰C.

Fyzikálne vlastnosti vápnika majú jednu vlastnosť. Keď sa na kov pôsobí tlakom, v určitom okamihu stratí svoje kovové vlastnosti a schopnosť viesť elektrinu. S ďalším zvýšením expozície sa však opäť obnoví a prejaví sa ako supravodič, niekoľkonásobne vyšší ako ostatné prvky v týchto indikátoroch.

Chemické vlastnosti

Aktivita tohto kovu je veľmi vysoká. Preto existuje veľa interakcií, do ktorých vápnik vstupuje. Reakcie so všetkými nekovmi sú pre neho bežné, pretože ako redukčné činidlo je veľmi silný.

1. Za normálnych podmienok ľahko reaguje za vzniku zodpovedajúcich binárnych zlúčenín s: halogénmi, kyslíkom.
2. Pri zahrievaní: vodík, dusík, uhlík, kremík, fosfor, bór, síra a iné.
3. Vo vzduchu okamžite interaguje s oxidom uhličitým a kyslíkom, preto sa pokryje sivým povlakom.
4. Búrlivo reaguje s kyselinami, niekedy je horľavý.

Vápnik má zaujímavé vlastnostio tom v zložení solí. Nádherné jaskynné stalaktity a stalagmity, ktoré rastú na strope a stenách, nie sú nič iné ako uhličitan vápenatý, ktorý sa časom vytvára z vody, oxidu uhličitého a hydrogenuhličitanu pod vplyvom procesov v podzemnej vode.

Vzhľadom na to, aký aktívny je kov vo svojom normálnom stave, je skladovaný v laboratóriách, ako sú alkalické. V nádobe z tmavého skla, s tesne uzavretým vekom a pod vrstvou petroleja alebo parafínu.

Kvalitatívna reakcia na vápenatý ión je farba plameňa v krásnej sýtej tehlovo-červenej farbe. Kov v zložení zlúčenín je možné identifikovať aj podľa nerozpustných precipitátov niektorých jeho solí (uhličitan vápenatý, fluorid, síran, fosforečnan, kremičitan, siričitan).

Kovové spoje

Typy zlúčenín kovov sú nasledovné:

• oxid;
• hydroxid;
• vápenaté soli (stredné, kyslé, zásadité, dvojité, komplexné).

Oxid vápenatý je známy ako nehasené vápno. CaO sa používa na vytvorenie stavebného materiálu (vápna). Ak oxid uhasíte vodou, získate zodpovedajúci hydroxid, ktorý vykazuje vlastnosti zásady.

Rôzne vápenaté soli, ktoré sa používajú v rôznych odvetviach hospodárstva, majú veľký praktický význam. Aké soli existujú, sme už spomenuli vyššie. Tu sú príklady typov týchto zlúčenín.

1. Stredné soli - uhličitan CaCO₃, fosforečnan Ca₃(PO₄) ₂ a ďalšie.
2. Kyslý - hydrosulfát CaHSO₄.
3. Základný - bikarbonát(SaOH)₃PO₄.
4. Komplex - [Ca (NH₃)₈] Cl_2.
5. Dvojité – 5Ca(NO₃)₂NH₄NO 3_10H2_O.

Vápnik je vo forme zlúčenín tejto triedy dôležitý pre biologické systémy, pretože soli sú pre telo zdrojom iónov.

Biologická úloha

Aký je význam vápnika pre ľudské telo? Existuje niekoľko dôvodov.

1. Práve ióny tohto prvku sú súčasťou medzibunkovej hmoty a tkanivového moku, podieľajú sa na regulácii mechanizmov excitácie, tvorbe hormónov a neurotransmiterov.
2. Vápnik sa hromadí v kostiach, zubnej sklovine v množstve asi 2,5 % z celkovej telesnej hmotnosti. To je pomerne veľa a hrá dôležitú úlohu pri posilňovaní týchto štruktúr, udržiavaní ich pevnosti a stability. Rast tela bez nej je nemožný.
3. Zrážanie krvi závisí aj od príslušných iónov.
4. Je súčasťou srdcového svalu a podieľa sa na jeho excitácii a kontrakcii.
5. Je účastníkom procesov exocytózy a iných vnútrobunkových zmien.

Ak množstvo spotrebovaného vápnika nestačí, dochádza k rozvoju chorôb ako:

• rachitis;
• osteoporóza;
• choroby krvi.

Denná norma pre dospelého je 1000 mg a pre deti od 9 rokov 1300 mg. Aby sa predišlo nadbytku tohto prvku v tele, nemala by sa prekračovať uvedená dávka. InakV tomto prípade sa môže vyvinúť ochorenie čriev.

Pre všetky ostatné živé bytosti je vápnik nemenej dôležitý. Napríklad mnohé bezstavovce, hoci nemajú kostru, vonkajšie prostriedky na ich spevnenie sú tiež útvarmi tohto kovu. Medzi nimi:

• shellfish;
• mušle a ustrice;
• sponges;
• koralové polypy.

Všetci nosia na chrbte alebo si v zásade v procese života vytvárajú nejakú vonkajšiu kostru, ktorá ich chráni pred vonkajšími vplyvmi a predátormi. Jeho hlavnou zložkou sú vápenaté soli.

Stavovce, rovnako ako ľudia, potrebujú tieto ióny pre normálny rast a vývoj a získavajú ich z potravy.

Prípravky s obsahom vápnika

Je veľa možností, ktorými je možné doplniť chýbajúci prvok v tele. Najlepšie zo všetkých, samozrejme, prírodné metódy - produkty obsahujúce požadovaný atóm. Ak je to však z nejakého dôvodu nedostatočné alebo nemožné, lekárska cesta je tiež prijateľná.

Zoznam potravín obsahujúcich vápnik je asi takýto:

• mliečne a kyslomliečne výrobky;
• ryba;
• greens;
• cereálie (pohánka, ryža, celozrnné pečivo);
• niektoré citrusové plody (pomaranče, mandarínky);
• strukoviny;
• všetky orechy (najmä mandle a vlašské orechy).

Ak ste alergický na niektoré produkty alebo ich nemôžete používať z iného dôvodu, doplňte hladinu požadovaného prvku v teleprípravky s obsahom vápnika pomôžu.

Všetky sú to soli tohto kovu, ktoré majú schopnosť tela sa ľahko vstrebávať, rýchlo sa vstrebávajú do krvi a čriev. Medzi najpopulárnejšie a najpoužívanejšie sú nasledujúce.

1. Chlorid vápenatý - injekčný alebo perorálny roztok dospelým a deťom. Líši sa koncentráciou soli v zložení, používa sa na „horúce injekcie“, pretože pri vstreknutí spôsobuje práve taký pocit. K dispozícii sú formy ovocných štiav pre ľahké požitie.
2. Glukonát vápenatý. Dostupné vo forme tabliet (0,25 alebo 0,5 g) a roztokov na intravenóznu injekciu. Často vo forme tabliet obsahuje rôzne ovocné prísady.
3. Laktát vápenatý – dostupný v 0,5g tabletách