كالسيوم

هذا المقال هو عن عنصر فلزي. إذا كنت تريد استخدامات أخرى، انظر كالسيوم (توضيح).
بوتاسيومكالسيومسكانديوم
مغنسيوم

Ca

سترونشيوم
المظهر
رمادي باهت، فضي


الخطوط الطيفية للكالسيوم
الخصائص العامة
الاسم، الرمز، الرقم كالسيوم, Ca, 20
النطق /ˈkælsiəm/ KAL-see-əm
تصنيف العنصر فلز قلوي ترابي
المجموعة، الدورة، المستوى الفرعي 24, s
الوزن الذري القياسي 40.078(4)
التوزيع الإلكتروني أرگون]; 4s2]
2, 8, 8, 2
الخصائص الطبيعية
الطور صلب
الكثافة (بالقرب من د.ح.غ.) 1.55 g·cm−3
الكثافة السائلة عند ن.إ. 1.378 گ·سم−3
نقطة الانصهار 1115 ك, 842 °C, 1548 °F
نقطة الغليان 1757 ك, 1484 °س, 2703 °ف
حرارة الانصهار 8.54 ك‌ج·مول−1
حرارة التبخر 154.7 ك‌ج·مول−1
السعة الحرارية المولية 25.929 ج·مول−1·ك−1
ضغط البخار
پ (پا) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
at T (K) 864 956 1071 1227 1443 1755
الخصائص الذرية
حالات الأكسدة +2, +1[1]
(أكاسيده قاعدية قوية)
سالبية كهربية 1.00 (مقياس پولنگ)
طاقات التأين
(المزيد)
الأولى: 589.8 ك‌ج·مول−1
الثانية: 1145.4 ك‌ج·مول−1
الثالثة: 4912.4 ك‌ج·مول−1
نصف القطر الذري 197 پ‌م
نصف قطر تساهمي 10±176 pm
نصف قطر ڤان در ڤالز 231 pm
متفرقات
البنية البلورية مكعب مركزي الوجه
الترتيب المغناطيسي مغناطيسية معاكسة
المقاومية الكهربائية (20 °C) 33.6 نانوΩ·m
ناقلية حرارية 201 W·m−1·K−1
التمدد الحراري (25 °س) 22.3 µm·م−1·ك−1
سرعة الصوت (قضيب رفيع) (20 °س) 3810 م·ث−1
معامل ينگ 20 گ‌پا
معامل القص 7.4 گ‌پا
معامل الحجم 17 گ‌پا
نسبة پواسون 0.31
صلادة موس 1.75
صلادة برينل 167 م‌پا
رقم تسجيل كاس 7440-70-2
أكثر النظائر استقراراً
المقالة الرئيسية: نظائر كالسيوم
نظ ت.ط. عمر النصف DM DE (م‌إڤ) DP
40Ca 96.941% Ca يكون ثابت وله 20 نيوترون
41Ca نادر 1.03×105 سنة ε - 41K
42Ca 0.647% Ca يكون ثابت وله 22 نيوترون
43Ca 0.135% Ca يكون ثابت وله 23 نيوترون
44Ca 2.086% Ca يكون ثابت 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
· ر

الكالسيوم Calcium، هو عنصر كيميائي رمزه Ca، ورقمه الذري 20. وهو معدن أرضي قلوي لونه أبيض فضي، ويستخدم كعامل مخفف لاستخلاص الثوريوم واليورانيوم. وهو العنصر الخامس من ناحية الوفرة على قشرة الأرض. ويعتبر معدنا أساسي للكائنات الحية وذلك لدوره المهم في وظائف الخلايا الحية.


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

الخصائص

التصنيف

الفيزيائية

يكون الكالسيوم عند احتراقه لهب ذو لون أحمر مائل إلى الصفرة، وهو يكون طبقة بيضاء سطحية عند تعرضه للهواء.و عندما يتفاعل مع الماء يتكون هيدروكسيد الكالسيوم مطلقاً الهيدروجين. ويتم استخلاص الكالسيوم عن طريق التحليل الكهربائي لفلورايد الكالسيوم.

الكيميائية

Structure of the polymeric [Ca(H2O)6]2+ center in hydrated calcium chloride, illustrating the high coordination number typical for calcium complexes.


أكسيدالكالسيوم (الجير الحي) (CaO) يستخدم في الكثير من العمليات في المصافي الكيميائية وهو يصنع عن طريق تسخين حجرالكلس وإضافة الماء بحذر إليه. عند خلط الجير الحي مع الرمل يتكون ملاط البناء، وهو أيضا عنصر مهم جدا لتكوين اسمنت البورتلاند. عندما يرشح الماء من خلال صخور الحجر الكلسي، يذيب قسما من هذه الصخور مكوننا ممرات وكهوف وتشكيلات صواعد وهوابط كما هو الحال في مغارة جعيتا في لبنان. والماء الناتج هو ماء عسر.

من المكونات المهمة أيضاً: نيترات الكالسيوم، كلوريد الكالسيوم وغيرها.


النظائر

المقالة الرئيسية: نظائر الكالسيوم

للكالسيوم ست نظائر مستقرة، اثنان منها متواجدة بشكل طبيعي: Ca-40 الثابت و Ca-41 المشع وبمدة نصف حياة تساوي 103،000 سنة. 97% من الكالسيوم هو من نوع Ca-40.


التاريخ

One of the 'Ain Ghazal Statues, made from lime plaster

الكالسيوم (كلمة لاتينية calx، وتعني الكلس) تم استخلاصه لأول مرة بواسطة السير همفري دافي في عام 1808 عن طريق التحليل الكهربائي لخليط من الكلس وأكسيد الزئبق.

التواجد والإنتاج

Travertine terraces in Pamukkale, Turkey


الدورة الجيوكيميائية

الاستخدامات

الكالسيوم هو عنصر أساسي من الحمية الصحية. ونقصه يؤدي إلى مشاكل في تكوين العظام والأسنان، بينما تؤدي زيادة جرعته إلى تكوين حصى الكلى. ويحتاج الجسم إلى فيتامين دي حتى يتمم عملية امتصاص الكالسيوم. منتجات الألبان هي أحد المصادر الأساسية والغنية بهذا المعدن. وهو أيضا متوفر بشكل جيد في الفاصولياء والبندق، خاصة عند تناولها نيئة. ويتواجد أيضا في الخضار، خبز القمح الكامل، السمك وأعشاب البحر.

الاستخدامات الأخرى تشمل:

  • عامل مهبط أثناء استخلاص المعادن الأخرى مثل اليورانيوم والثوريوم.
  • عامل مزيل للأكسجين الكبريت والكربون من الفلزات الحديدية وغير الحديدية.
  • يستخدم في إنتاج الالومنيوم، النحاس، الرصاص، الماغنيسيوم والبريليوم.
  • يستعمل لإنتاج الاسمنت البناء والبلاط.


الدور البيولوجي والباثولوجي

المقالة الرئيسية: الكالسيوم في علم الأحياء
Age-adjusted daily calcium recommendations (from U.S. Institute of Medicine RDAs)[2]
العمر كالسيوم (مگ/يوماً)
1-3 سنة 700
4-8 سنة 1000
9-18 سنة 1300
19-50 سنة 1000
>51 سنة 1000
الحمل 1000
الرضاعة 1000


الكالسيوم هو عامل التخثر 4. وهو يساعد على إكمال طريق إرسال الإشارة في الصفيحات الدموية ويتم استخراجه من الـEndoplasmic Reticulum عن طريق استقبال [[IP3]] من قبل [[مستقبل IP3]] على غشاء الـ Endoplasmic Reticulum.


عنصر الكالسيوم هو أحد المعادن الضرورية للجسم، وتتراوح كمية الكالسيوم في جسم الإنسان ما بين 1 – 1.5 كغم حيث يتركز 98% من هذه الكمية في العظام والأسنان، كما يوجد الكالسيوم أيضآ في الدم، فيبلغ نسبته في بلازما الدم 9 – 11 ملغم/لتر. يعمل على توصيل الإشارات الحيوية عبر جدران الخلايا وتشغيل العضلات، وعلى تحفيز انتقال الإشارات (الكهربية) بين الخلايا العصبية فيما بينها، وبين الخلايا العصبية والعضلات.

يحتاج الشخص البالغ نحو 1 گرام منه في اليوم، (الأطفال يحتاجون ما بين 220 - 500 مليگرام/اليوم). ويكثر وجوده في أطعمة مثل : الجبن واللبن والزبادي والخضروات (الخضراء) والسمسم والمياه المعدنية. وكذلك يوجد على هيئة اقراص قابلة للاذابة في الماء.

وظائف الكالسيوم

  • يعد عنصرآ أساسيآ لبناء العظام والأسنان بتكوين فوسفات الكالسيوم
  • ضروري في تنظيم ضربات القلب وكذلك انقباض وانبساط عضلات الجسم (يساعد في تجنب تشنج العضلات)
  • تنظيم انتقال النبضات العصبية في الجهاز العصبي المركزي
  • يساعد في تكوين جلطة الدم
  • يساعد في امتصاص الحديد
  • يمتص في الأمعاء الدقيقة بمساعدة فيتامين "د" وسكر اللاكتوز (يدخل الكالسيوم في عملية تنشيط إنزيمات عديدة ومنها الليبيز Lipase، الذي يُحلل الدهون في الأمعاء ليمتصها الجسم)
  • يلعب دورآ هامآ في ابقاء ضغط الشرايين طبيعيآ
  • يساهم في التركيب البروتيني للحمضين النوويين DNA و RNA

مصادر الكالسيوم في الأغذية

يوجد الكالسيوم في الكثير من الأطعمة ويمكنك الحصول على الكميات الموُصى بها بتناول عدة أنواع من الأطعمة كـ:[3]

  • المصدر الرئيس للكالسيوم هو الحليب واللبن والجبن
  • من المصادر النباتية الجيدة: الكرنب والبروكلي والملفوف
  • ومن المصادر الحيوانية الجيدة السمك ذو العظم اللين مثل السردين المعلّب والسلمون
  • بالرغم من أن معظم الحبوب كالـ (خبز والباستا وغيرها) ليست غنية بالكالسيوم إلا أنها تضيف كميات جيدة من الكالسيوم للغذاء لأن معظم الناس تستهلكها بكميات كبيرة

نقصه

المقالة الرئيسية: نقص الكالسيوم

يؤدي نقصانه إلى ضعف العظام وتلف الاسنان والاصابة بالاكزيما والكساح وتقلص وتشنج العضلات.


الأمان

انظر أيضاً


المصادر

  1. ^ Krieck, Sven; Görls, Helmar; Westerhausen, Matthias (2010). "Mechanistic Elucidation of the Formation of the Inverse Ca(I) Sandwich Complex [(thf)3Ca(μ-C6H3-1,3,5-Ph3)Ca(thf)3] and Stability of Aryl-Substituted Phenylcalcium Complexes". Journal of the American Chemical Society. 132 (35): 100818110534020. doi:10.1021/ja105534w. PMID 20718434. 
  2. ^ Dietary Reference Intakes for Calcium and Vitamin D, Chapter 5 Dietary Reference Intakes pages 345-402. Washington, D.C: National Academies Press. 2011. ISBN 0-309-16394-3. 
  3. ^ خطأ في استخدام القالب كالسيوم: يجب تحديد المعاملات مسار و عنوان

المراجع

وصلات خارجية