Kalcis

Šiam straipsniui ar jo daliaitrūksta išnašų į patikimus šaltinius.
Jūs galite padėti Vikipedijai pridėdamitinkamas išnašassu šaltiniais.

Kalcis (Ca)

Periodinė grupė	Šarminių žemių metalas
Atomo numeris	20
Išvaizda	sidabriškai balta
Atomo savybės
Atominė masė (Molinė masė)	40,078(4)а.m.v.(g/mol)
Atomo spindulys	197pm
Jonizacijos energija (pirmas elektronas)	589,8 kJ/mol (eV)
Elektronų konfigūracija	[Ar] 4s²
Cheminės savybės
Kovalentinis spindulys	174pm
Jono spindulys	?pm
Elektroneigiamumas	1 (pagal Polingą)
Elektrodo potencialas	?
Oksidacijos laipsniai	?
Termodinaminės savybės
Tankis	1,55 g/cm³
Šiluminė talpa	?J/(K·mol)
Šiluminis laidumas	200 W/(m·K)
Lydymosi temperatūra	1112 K
Lydymosi šiluma	8,529 kJ/mol
Virimo temperatūra	1757 K
Garavimo šiluma	154,67 kJ/mol
Molinis tūris	25,86 cm³/mol
Kristalinė gardelė
Kristalinė gardelė	?
Gardelės periodas	?Å

Kalcis(Calcium,Ca),periodinės elementų sistemosII grupėsšarminių žemių metalųpogrupio cheminis elementas. Atomų skaičius 20,atomų masė40,08. Išorinių elektronų konfigūracija 4s².Oksidacijos laipsnisjunginiuose +2. Gamtinis kalcis yra 6 stabiliųizotopųmišinys, didžiausią dalį (96,97 %) sudaro⁴⁰Ca. Žemės plutoje kalcio yra 2,96 % (pagal masę), tai penktas pagal gausumą elementas (podeguonies,silicio,aliuminioirgeležies). Gamtoje randamas tik mineralų pavidalu. Svarbiausias iš jų yrafeldšpatas(anortitas) Ca[Al₂Si₂O₈],gipsasCaSO₄·2H₂O,dolomitasCaCO₃·MgCO₃,kalcitasCaCO₃,fluoritasCaF₂.

Bendroji charakteristika

Kalcis – sidabriškai baltos spalvos metalas. Iki 300 °C temperatūros kalcio kristalai (α modifikacija) turi kubinę centrasienę gardelę, aukštesnėje temperatūroje egzistuoja heksagoninė β modifikacija. Kalcio lydymosi temperatūra 851 °C, virimo 1482 °C, tankis 1540 kg/m³. Kietumas pagal Brinelį HB 20–30. Grynas kalcis plastiškas, lengvai presuojamas,valcuojamas.Chemiškai labai aktyvus. Orodeguoniskalcį lengvai oksiduoja, susidaro kalcio oksidas, todėl kalcis laikomas hermetiškame inde arba alyvoje. Tirpdamasvandenyje,sudaro kalcio hidroksidą Ca(OH)₂,reaguodamas surūgštimis(išskyrusazoto), išskiriavandenilį.Sufluorujungiasi kambario temperatūroje, suchloruirbromu– aukštesnėje negu 400 °C temperatūroje, sudarydamas kalcio halogenidus: kalcio fluoridą CaF₂,kalcio chloridą CaCl₂kalcio bromidą CaBr₂.Kaitinant kalcį susiera,gaunamas sulfidas CaS, suvandeniliu– hidridas CaH₂,suazotu– nitridas Ca₃N₂,suanglimi(be oro) – kalcio karbidas CaC₂.Su daugeliu metalų (aliuminiu,auksu,ličiu,magniu,sidabru,švinu,variu) sudaro metališkuosius junginius. Gaunamas, elektrolizuojant kalcio chlorido lydalą arba kaitinant CaO ir aliuminį vakuume 1200 °C temperatūroje: 6CaO H- 2Al→3CaO · Al₂O₃+ 3Ca.

Panaudojimas

Kalciu metalotermijoje redukuojami metalai (uranas,toris,chromas,vanadis), išplienošalinamasdeguonisirsiera,valominaftosproduktai, iš inertinių dujų šalinamosazotopriemaišos. Elektrovakuuminiuose prietaisuose kalcis vartojamas kaip geteris. Kalcio dedama į anti-frikcinius lydinius. Jis vartojamas kalcio hidridui CaH₂(sunkiai redukuojamų oksidų reduktoriui) gauti. Radioaktyviu kalcio izotopu⁴⁵Ca tiriama medžiagų apykaita gyvuosiuose organizmuose.

Istorija

Kalcio oksidas(nedegtos kalkės) buvo vartojamas jau senovėje. Pavadinimas kilęs iš lotynų kalboscalx, calcis–kalkės(kalkių sudėtyje yra daug kalcio). Metalinį kalcį1808metais elektrolizės būdu gavo H. Deivis.

Biologinė reikšmė

Kriauklės didžiąja dalimi sudarytos iš kalcio

Kalcis yra būtinas organizmų gyvybinėms funkcijoms. Jo yra visuose augalų ir gyvūnų audiniuose ir skysčiuose.Augalaiima kalcį iš dirvožemio,gyvūnaiiržmogusgauna su maistu irvandeniu.Žmogui yra būtinas kalcis. Rekomenduojama dienos norma priklauso nuo amžiaus.

Amžius	Kalcis (mg/dieną)
nuo 0 iki 6 mėnesių	210
nuo 7 iki 12 mėnesių	270
nuo 1 iki 3 metų	500
nuo 4 iki 8 metų	800
nuo 9 iki 18 metų	1300
nuo 19 iki 50 metų	1000
51+ metų	1200

Ląstelėsebeveik visas kalcis yra susijungęs subaltymais,nukleino rūgštimis,fosfolipidais,neorganiniais fosfatais, organinėmis rūgštimis. Kalcis sąlygoja ląstelėsmembranoslaidumą, aktyvina fermentus. Ca²⁺jonai perduoda jaudinimąraumenims,skatinaširdiesdarbą,leukocitųfagocitinę funkciją, aktyvinakraujoapsauginius baltymus, padeda jam krešėti, kalcis yra svarbiausia gyvūnų skeleto (kaulų,koralų,moliuskų kriauklių) dalis. Žinduoliams daugiau kalcio reikianėštumo,laktacijosmetu. Kalcis įsiurbiamasplonosiose žarnose(įsiurbimą skatinatulžiesrūgštys). Jo kiekį stuburinių gyvūnų ir žmogaus kraujyje reguliuojaprieskydinės liaukosir skydliaukėshormonai,vitaminas D.Iš organizmo kalcis šalinamas peržarnyną.Sutrikus kalcio apykaitai, gyvūnų jaunikliai ir vaikai susergarachitu,suaugę –osteomaliacija,osteoporoze.

Kalcis sudaro 1,5–2 % žmogaus svorio, 99 % žmogaus kalcio yra jodantyseirkauluose.

Kalcio šaltinis –pienasir jo produktai, mineralinis vanduo,riešutai,saulėgrąžos,brokoliai,grūdai,jautiena,sardinės.Daugiausiai kalcio turi fermentinissūris.

Laisvo kalcio (Ca²⁺) koncentracijaląstelės citoplazmojelabai maža, daug mažesnė, nei paprastai būna už ląstelės ribų. Įvairūs ląstelės receptoriai gali atvertimembranojeesančius Ca²⁺kanalus ir per trumpą laiką ją gerokai padidinti. Į tai reaguoja ląstelėje esantys Ca²⁺receptoriai (kalmodulinasir kiti). Ši sistema yra svarbi ląstelės signalinės sistemos dalis. Žemą Ca²⁺koncentraciją palaiko Ca²⁺-ATFazė,kurios darbas toks efektyvus, jog paveikus Ca²⁺kanalus membranoje suformuojančiais junginiais dėl suaktyvėjusios šio fermento veiklos Ca²⁺koncentracija citoplazmojesumažėja.

Pasirėmus literatūros duomenimis, numanomas ryšys tarp kalcio irfitochromopastarojo virsmų sukeliamose augalų reakcijose (Friedman et al., 1989; Takeno, 1993; Moysset et al., 1994). Tačiau tiesiogiai stebėti raudonos bei ilgabangės raudonos šviesos sukeliamus grįžtamus kalcio koncentracijos pokyčius augalinėse ląstelėse pavyko tik palyginti neseniai (Bowler & Chua, 1994). Šiais darbais parodyta, kad ilgabangės raudonos fitochromo formos susidarymą lydi Ca²⁺koncentracijos citozolyje padidėjimas. Patikimiausi duomenys gauti dygstančiomsOnoclea sensibilissporoms (Wayne & Helper, 1984) irTriticum aestivumprotoplastams (Schaclack, Read ir Trewavas, 1992).

Wayne ir Helper (1984) tyrė fitochromo kontroliuojamąOnoclea sensibilis L.sporų dygimo indukciją. Šioje sistemoje buvo tiesiogiai stebimas raudonos šviesos (660±10 nm) sukeliamas laisvo kalcio koncentracijos citozolyje padidėjimas nuo 0,1 mM iki 10 mM. Ilgabangė raudona šviesa (720±10 nm) panaikindavo raudonos šviesos poveikį: sporos nebedygdavo, Ca²⁺koncentracija sumažėdavo iki pradinio lygio. Gauti įrodymai, jog raudonos šviesos poveikyje susidaranti fitochromo forma PIR aktyvuojaplazmalemoskalcio kanalus.

Kalcis organizme

Daugiausiai kalcio yra suaugusio žmogaus kauluose ir kraujo plazmoje. Maisto produktai, kuriuose yraoksalatų(rūgštynės, rabarbarai, špinatai),fosfatųirfitino(miltai, kruopos), trukdo organizmui pasisavinti kalcį, gali netgi susidaryti inkstų akmenys. Riebiosios rūgštys, esančios žarnyne, su kalciu taip pat sudaro netirpstančius junginius, vadinamuskalcio muilu,ir tai trukdo pasisavinti kalcį.

Kalcio kiekį organizme reguliuojavitaminas D,prieskydinės ir skydinės liaukų hormonai. Jei yra kalcio trūkumas, suminkštėja kaulai, atsiranda rizika susirgtirachitu.

Kalcis mažinanervų sistemosdirglumą, reguliuojakapiliarųbei ląstelių membranų laidumą, kraujo krešėjimo procesus. Kalcio yra rupaus malimo miltuose, kopūstuose, žemuogėse, kriaušėse, slyvose, piene bei jo produktuose ir kt.

Vikižodynas