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.

Пьезоэффект в полимерах
Прямой пьезоэлектрический эффект заключается в возникновении электрических зарядов на поверхности диэлектрика и электрической поляризации внутри него при воздействии механических нагрузок или деформаций δ. Обратный пьезоэлектрический эффект заключается в возникновении деформаций диэлектрика пр ...

Необходимость формирования культуры межнационального общения у учеников в современной школе
В последнее время все чаще слышатся слова «этносы», «народы», «терпимость», «толерантность», «межнациональное общение». Межэтнические отношения стали важнейшим элементом социальной и политической реальности. Особенность России состоит в том, что ее население составляют более ста коренных народов, п ...

Социально-педагогическая и психологическая деятельность в учреждениях государственного попечения
По данным статистики около 150 тысяч детей находятся в учреждениях государственного попечения, между тем потребность в такого рода социальной защите и помощи в России испытывают сегодня около 500 тысяч детей. В настоящее время в стране насчитывается свыше 400 домов ребенка, около 750 детских домов, ...