Кальций и его распространенность в природе

Кальций (Calcium) Ca – химический элемент периодической системы элементов Д.И. Менделеева с порядковым номером 20 и атомной массой 40,08 а.е.м. Природный кальций образован 6 стабильными изотопами: кальций – 40 (96,94%), кальций – 44 (2,09%), кальций – 42 (0,067%), кальций – 48 (0,187%), кальций – 43 (0,135%), кальций – 46 (0,003%). Основные характеристики атома кальция таковы: строение внешнего энергетического уровня 4 s2, степень окисления +2, очень редко +1, электороотрицательность по Полингу 1,0; атомный радиус 0,197 нм [5].

Металлический кальций был впервые получен в 1808 году Г. Дэви методом электролиза; название элемента кальция происходит от латинского «калькс» – мел, мрамор, известняк и т.п.

По распространенности в земной коре кальций занимает пятое место – его содержание составляет 3,38% по массе. Кальций встречается только в виде соединений, чаще всего солей кислородсодержащих кислот. Известно около 400 минералов, содержащих данный элемент. Наиболее распространенны различные силикаты и алюмосиликаты, в частности анортит

Ca3[Al2Si2O8], диопсид

CaMg[SiO6], волластонид

Ca[Si3O9], также промышленное значение имеют кальцит

(известняк, мрамор, мел)

CaCO3, доломит

CaMg(CO3)2 фосфорит

Ca5(PO4)3(OH, CO3), апатиты

Ca5(PO4)3(F, Cl), гипс

CaSO4 ∙ 2 H2O, флюорит

CaF2 и др. Значительное количество кальция находится в природных водах вследствие существования глобального карбонатного равновесия между практически нерастворимым карбонатом кальция, хорошо растворимым гидрокарбонатом кальция и находящимся в воде и воздухе диоксиде углерода. Заметное количество кальция содержится в организме человека и животных, в частности, гидроксилапатит – в костной ткани позвоночных, карбонат кальция – в раковинах моллюсков, яичной скорлупе.

Применение кальция основано на следующих моментах: при металлотермическом получении урана, тория, циркония, цезия, рубидия и некоторых лантаноидов из их соединений, для удаления примесей кислорода, азота, серы, фосфора из сталей, бронз и других сплавов, для обезвоживания многих органических жидкостей, очистки аргона от примесей азота, в качестве геттер в вакуумных устройствах, легирующего элемента для алюминиевых сплавов и модифицирующей добавки для магниевых сплавов. Сплавы кальция со свинцом являются антифрикционными материалами в производстве подшипников. Еще большее применение нашли соединения кальция. Например, карбонат кальция применяют в качестве антацидного средства, при повышенной кислотности желудочного сока, хлорид кальция организму необходим для осуществления передачи нервных импульсов, сокращения сердечных и скелетных мышц, для формирования костной ткани, свертывания крови и нормальной деятельности других органов и систем.

Проблемы организация самостоятельной работы и ее задачи
Начальное обучение является фундаментом образования. От того, насколько прочно заложены основы первоначального обучения, зависит дальнейшее формирование знаний и умений в средних классах школы. И не только содержание обучения в начальных классах является подготовительным курсом к основам наук, вся ...

Развитие идей межпредметных связей в истории образования
Проблема межпредметных связей хоть и не нова, но, чтобы глубже понять ее сущность и многогранность, необходимо сделать хотя бы небольшой экскурс в историю. Известно, что первоначально знания опирались на эмпирический опыт, который обогащался в результате наблюдения человека за явлениями природы и ж ...

Многоуровневая система образования в России – как условие успешного функционирования системы допрофессионального образования
На современном этапе развития нашего общества и системы образования как одного из его важнейших социальных институтов неуклонно возрастает потребность в компетентных специалистах с творческим складом ума, способных находить новые пути и методы в науке, технике, экономике, управлении. Решение пробле ...