كالسيوم

الكالسيوم هو عنصر كيميائي رمزه Ca وعدده الذرّي 20 (ملاحظة 1) وهو ينتمي إلى الفلزّات القلوية الترابية، التي تقع في المجموعة الثانية للجدول الدوري للعناصر. يتميّز هذا الفلزّ بنشاطه الكيميائي، لذلك لا يوجد بشكله الحرّ في الطبيعة، إذ تتشكلّ طبقةٌ من الأكسيد والنتريد على سطحه عند تعرّضه للهواء. يشابه هذا العنصر في خواصه الكيميائية والفيزيائية خواصَ أقرانه الأثقل في مجموعة الفلزّات القلوية: السترونشيوم والباريوم. يعدّ الكالسيوم خامسَ العناصر الكيميائية من حيث الوفرة الطبيعية في القشرة الأرضية، وثالث الفلزّات من حيث ذلك الترتيب بعد الألومنيوم والحديد؛ وهو يوجد فيها غالباً على شكل مركّب كربونات الكالسيوم، الذي يدخل في تركيب الحجر الجيري؛ كما يوجد أيضاً على شكل مركّبات أخرى في معادن الجصّ (الجبس) والأنهيدريت والفلوريت والأباتيت، والتي تعدّ من الخامات الطبيعية للكالسيوم أيضاً.

سكانديومكالسيومبوتاسيوم
Mg

Ca

Sr
20Ca
المظهر
رمادي باهت، فضي


الخطوط الطيفية للكالسيوم
الخواص العامة
الاسم، العدد، الرمز كالسيوم، 20، Ca
تصنيف العنصر فلز قلوي ترابي
المجموعة، الدورة، المستوى الفرعي 2، 4، s
الكتلة الذرية 40.078 غ·مول−1
توزيع إلكتروني Ar]; 4s2]
توزيع الإلكترونات لكل غلاف تكافؤ 2, 8, 8, 2 (صورة)
الخواص الفيزيائية
الطور صلب
الكثافة (عند درجة حرارة الغرفة) 1.55 غ·سم−3
كثافة السائل عند نقطة الانصهار 1.378 غ·سم−3
نقطة الانصهار 1115 ك، 842 °س، 1548 °ف
نقطة الغليان 1757 ك، 1484 °س، 2703 °ف
حرارة الانصهار 8.54 كيلوجول·مول−1
حرارة التبخر 154.7 كيلوجول·مول−1
السعة الحرارية (عند 25 °س) 25.929 جول·مول−1·كلفن−1
ضغط البخار
ض (باسكال) 1 10 100 1 كيلو 10 كيلو 100 كيلو
عند د.ح. (كلفن) 864 956 1071 1227 1443 1755
الخواص الذرية
أرقام الأكسدة +2, +1
(أكاسيده قاعدية قوية)
الكهرسلبية 1.00 (مقياس باولنغ)
طاقات التأين الأول: 589.8 كيلوجول·مول−1
الثاني: 1145.4 كيلوجول·مول−1
الثالث: 4912.4 كيلوجول·مول−1
نصف قطر ذري 197 بيكومتر
نصف قطر تساهمي 10±176 بيكومتر
نصف قطر فان دير فالس 231 بيكومتر
خواص أخرى
البنية البلورية مكعب مركزي الوجه
المغناطيسية مغناطيسية معاكسة
مقاومة كهربائية 33.6 نانوأوم·متر (20 °س)
الناقلية الحرارية 201 واط·متر−1·كلفن−1 (300 كلفن)
التمدد الحراري 22.3 ميكرومتر·متر−1·كلفن−1 (25 °س)
سرعة الصوت (سلك رفيع) 3810 متر/ثانية (20 °س)
معامل يونغ 20 غيغاباسكال
معامل القص 7.4 غيغاباسكال
معامل الحجم 17 غيغاباسكال
نسبة بواسون 0.31
صلادة موس 1.75
صلادة برينل 167 ميغاباسكال
رقم CAS 7440-70-2
النظائر الأكثر ثباتاً
المقالة الرئيسية: نظائر الكالسيوم
النظائر الوفرة الطبيعية عمر النصف نمط الاضمحلال طاقة الاضمحلال MeV ناتج الاضمحلال
40Ca 96.941% 40Ca هو نظير مستقر وله 20 نيوترون
41Ca نادر 1.03×105 سنة ε - 41K
42Ca 0.647% 42Ca هو نظير مستقر وله 22 نيوترون
43Ca 0.135% 43Ca هو نظير مستقر وله 23 نيوترون
44Ca 2.086% 44Ca هو نظير مستقر وله 24 نيوترون
45Ca مصطنع 162.7 يوم β 0.258 45Sc
46Ca 0.004% >2.8×1015 سنة ββ ? 46Ti
47Ca مصطنع 4.536 يوم β 0.694, 1.99 47Sc
γ 1.297 -
48Ca 0.187% >4×1019 سنة ββ ? 48Ti

عُرفت كيمياء الكالسيوم بشكلٍ معمَّق منذ القرن التاسع عشر الميلادي، وذلك عندما تمكّن همفري ديفي سنة 1808 من عزل العنصر لأوّل مرّة بواسطة التحليل الكهربائي لأكسيده، وهو من أطلق عليه هذا الاسم، والذي اشتقّه من الكلمة اللاتينية «calx»، والتي تعني جير. ينتشر استخدام مركّبات الكالسيوم في العديد من التطبيقات الصناعية على نطاقٍ واسع تشمل الصناعات الغذائية والدوائية وصناعة الورق وغيرها من الصناعات الأخرى.

للكالسيوم أهمّية حيوية كبيرة، فهو أكثر الفلزّات وخامس العناصر الكيميائية من حيث الوفرة في جسم الإنسان. عندما يكون الكالسيوم على هيئة كهرل (إلكتروليت)، فهو يلعب دوراً حيوياً مهمّاً في العمليات والوظائف الفيزيولوجية والكيميائية الحيوية في الخلايا؛ وخاصّةً في مسارات توصيل الإشارة وفي إفراز النواقل العصبية من العصبونات وفي الجهد الغشائي وفي تقلّص العضلات؛ كما يدخل الكالسيوم أيضاً في تركيب العظام. يؤدي نقصه إلى اضطراب في الوظائف الحيوية وهشاشة العظام والأسنان وتقلص في العضلات. يوجد عدد من المصادر الغذائية الغنية بالكالسيوم مثل الحليب ومشتقاته، وكذلك في بعض المصدار النباتية مثل القرنبيط الأخضر.

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.