كالسيوم
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.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 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 | 2, 4, 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 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 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 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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
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
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
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
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
| 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
مقالة مفصلة: نقص الكالسيوم
يؤدي نقصانه إلى ضعف العظام وتلف الاسنان والاصابة بالاكزيما والكساح وتقلص وتشنج العضلات.
الأمان
انظر أيضاً
المصادر
- ^ 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.
- ^ 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.
- ^ "Office of Dietary Supplements - Calcium". ods.od.nih.gov (in الإنجليزية). Retrieved 2017-04-02.
المراجع
- Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-08-037941-8.
- Hluchan, Stephen E.; Pomerantz, Kenneth. "Calcium and Calcium Alloys". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. doi:10.1002/14356007.a04_515.pub2.
{{cite encyclopedia}}: Cite has empty unknown parameter:|authors=(help)
وصلات خارجية
- WebElements.com – Calcium
- Calcium at The Periodic Table of Videos (University of Nottingham)
- Nutrition fact sheet from the National Institutes of Health