محتويات
العنصر الذي يمتلك العدد الذري 20 يصنف ضمن
يصنف ضمن الفلزات القلوية الترابية أو الأرضية، والكالسيوم هو العنصر الذي يمتلك العدد الذري 20، كتلته الذرية أو العدد الكتلي له هو 40جرام/ مول.
الكالسيوم هو عنصر كيميائي، بالإنجليزية Calcium، رمز الكالسيوم في الجدول الدوري هو Ca، الرقم الذري الخاص به هو 20، الكالسيوم يعتبر مادة صلبة نوعاً ما في درجة حرارة الغرفة العادية.
الكالسيوم وهو عنصر فلزي قلوي، ترتيبه الخامس من حيث العناصر الأكثر وفرة في القشرة الأرضية، حيث يشكل نسبه 3% منها، يتواجد الكالسيوم في الحجر الجيري، الفرويت، الجبس والأباتيت، أي فلوروفوسفات الكالسيوم.
الجدير ذكره أن الكالسيوم لم يتم العثور عليه مطلقاً في الطبيعة في صورة غير مدمجة أو مترابطة، أي من غير تكوينه لوحدة أو مادة ما، تبلغ كثافة الكالسيوم 1.54 جرام/ سم3.
اكتشفه السير الكيميائي الإنجليزي همفري ديفي في عام 1808م، التكوين الإلكتروني له هو4s2، يمتلك الكالسيوم طاقة تأين أولى بقيمة 589.6 كيلو جول/ مول، بالإضافة إلى طاقة تأين ثانية قدرها 1145 كيلو جول/ مول.
الكالسيوم هو العنصر الذي يمتلك العدد الذري 20
كما ذكرنا من قبل أن الكالسيوم Ca من الفلزات الأرضية، وهو العنصر الذي يمتلك العدد الذري 20 في الجدول الدوري، يتميز بلونه الفضي اللامع.
يكون عنصر الكالسيوم في حالة قريبة من الصلب، بمعنى أوضح يكون في حالته الصلبة داخل درجة حرارة الغرفة، أما طريقة تحضيره، لخفض معدل انصهاره، تكون من خلال التحليل الكهربائي لفلوريد الكالسيوم.
عنصر الكالسيوم يتفاعل مع الماء، يحترق أيضاً باستخدام اللهب الأحمر والأصفر، كما إنه يشكل في الهواء طبقة بيضاء من النتريد. [1] [2]
اين يقع الكالسيوم في الجدول الدوري
يقع عنصر الكالسيوم في المجموعة الثانية 2B في الفترة الرابعة.
خصائص عناصر المجموعة الثانية في الجدول الدوري التي يقع من ضمنها عنصر الكالسيوم، أهمها:
- الفلزات القلوية الأرضية Alkaline earth Metals، تحتل المركز الثاني بالنسبة لأكثر المجموعات تفاعل في الجدول الدوري.
- تتمتع الفلزات القلوية الأرضية بعوامل اختزال قوية، أي إنها خلال التفاعلات الكيميائية تقوم بمنح الإلكترونات.
- الفلزات القلوية الأرضية لديها نقطة منخفضة في حالات الانصهار والغليان، ليس ذلك فقط بل كثافتها منخفضة أيضاً.
- هي ايضاً موصل جيد للكهرباء والحرارة.[3]
التوزيع الالكتروني لعنصر الكالسيوم
1S22S22P63S23P64S2.
1S22S22P63S23P64S2 هو التوزيع الإلكتروني لذرة الكالسيوم، أما التوزيع الإلكتروني لأيونات الكالسيوم Ca2+ هي 1s22s22p63s23p6. [4]
خصائص عنصر الكالسيوم
- الخصائص الفيزيائية للكالسيوم.
- الخصائص الكيميائية للكالسيوم.
كما ذكرنا من قبل أن العنصر الذي يمتلك العدد الذري 20 يصنف ضمن الفلزات القلوية الترابية هو الكالسيوم، نستعرض تالياً خصائص الكالسيوم، من الناحيتين الكيميائية والفيزيائية:
الخصائص الفيزيائية للكالسيوم: هي الخصائص التي يمكن تحديدها من خلال الحواس مثل اللون، درجة الصلابة والليونة ونقطة الغليان والانصهار وغيرها، أهم خصائص الكالسيوم الفيزيائية هي:
- اللون: معدني فضي أبيض.
- المرحلة: صلب.
- التركيب البلوري: شكل المكعب.
- درجة الصلابة: بشكل نسبي الكالسيوم من المعادن الناعمة.
- معدل الليونة: قابلة للضغط، اللف، القطع وتشكيل طبقات رقيقة للغاية منها.
- المرونة: يمكن تشكيله وتقويسه.
- نقطة الانصهار: 842 درجة مئوية.
- نقطة الغليان: 1484 درجة مئوية.
الخصائص الكيميائية للكالسيوم: هي الخصائص الناتجة عن تفاعل أو اتحاد عنصر الكالسيوم مع مادة أخرى، أي ما يحدث من تفاعلات كيميائية خلال هذه العلميات، أهم الخصائص الكيميائية للكالسيوم هي:
الصيغة الكيميائية للكالسيوم هي: Ca.
العدد الذري للكالسيوم: 20 وهو الرقم الذي تترتب عليه العناصر في الجدول الدوري.
نظائر الكالسيوم: 6.
المركبات: الرخام، الجبس والحجر الجيري.
القابلية للاشتعال: يشتعل عند تعرضه للتسخين سواء في الهواء أو الأكسجين.
قابلية التفاعل مع الماء: في البداية يكون التفاعل سريع في حالة الماء البارد، ثم يقل بشكل تدريجي بسبب طبقة هيدروكسيد الكالسيوم التي تتكون خلال التفاعل.
قابلية التفاعل مع الأحماض: الكالسيوم يتفاعل بشكل كبير وقوى مع الأحماض.
مكونات الكالسيوم العنصر الذي يمتلك العدد الذري 20
- الجير أو أكسيد الكالسيوم ورمزه الكيميائي CaO.
- الجير المطفأ أو هيدروكسيد الكالسيوم Ca(OH)2.
- كربونات الكالسيوم CaCO3.
- الجبس أو جص باريس او كبريتات الكالسيوم 12H2O.
استخدامات الكالسيوم
- يستخدم الكالسيوم في تحضير معادن أخرى مثل اليورانيوم والثوريوم، ذلك بسبب خصائصه الاختزالية.
- من استخدامات الكالسيوم صناعة السبائك النحاس، الرصاص، الألومنيوم، المغنسيوم والبريليوم.
- عنصر أساسي في صناعة الحجر الجيري وبطريقة غير مباشرة في صناعة الأسمنت.
- يدخل عنصر الكالسيوم في تقليل حموضة الماء وفي ترطيب التربة.
- منه يتم صناعة الجبس أو جص باريس، المستخدم في مجال البناء وأيضاً ترميم العظام.
- كما يدخل في صناعة الكيماويات وايضاً صناعة الفولاذ، بسبب قدرته على التخلص من الشوائب العالقة في الحديد بعد صهره.
- من استخدامات الكالسيوم أيضاً هو دخوله في الصناعات الزجاجية.
لا تتوقف فوائد الكالسيوم الذي ذكرناها سابقاً، على إنه هو العنصر الذي يمتلك العدد الذري 20 يصنف ضمن الفلزات القلوية الترابية أو الأرضية، وفوائده على الصناعات فقط، لكنه مكون هام وأساسي في جسم الإنسان، حيث يقوم ب:
- ضمان بنية عظمية وهيكلية قوية لجسم الإنسان.
- عامل أساسي في تعزيز صحة الأسنان والعظام، جسم الإسنان يجب أن يحتوي على 1 كجم من الكالسيوم.
- يحدث توزان في نسبة الكالسيوم في العظام والدم، حينما تتفاعل أيونات الكالسيوم على سطح العظم مع أيونات الكالسيوم في الدم، ثم تحدث عملية التبادل الأيوني.
- للكالسيوم دور في الكثير من العمليات الحيوية في جسم الانسان مثل، تقلص العضلات، الهرمونات، الإشارات العصبية، تخثر أو تجلط الدم والتخصيب.
- يوجد الكالسيوم في جميع أنواع الكائنات الحية والميتة أيضاً، لأنه عنصر أساسي في الحياة.
- تحتوي أغشية وجدران خلايا النباتات على الكالسيوم.
- هو العنصر اللازم لحياة الكائنات البحرية، حيث بوجوده مع ضوء الشمس، تتمكن النباتات المائية من إتمام عملية البناء الضوئي. [5]
