Kalcijum

Maturski, maturalni, seminarski, diplomski i master radovi iz hemije.

U IIa grupu periodnog sistema elemenata spadaju: berilijum, magnezijum, kalcijum, stroncijum, barijum i radijum, i jednim imenom se nazivaju zemnoalkalni metali.

Poreklo zajedničkog imena ovih elemenata leži u činjenici da su najrasprostranjeniji među njima (kalcijum i magnezijum) značajni sastojci Zemljine kore i da njihovi karbonati: krečnjak (CaCO3), dolomit (CaCO3•MgCO3), a u značajnoj meri i magnezit (MgCO3), predstavljaju osnovne stene od kojih je izgrađen reljef čitavih oblasti na Zemlji.

Svi su laki metali, izuzev radijuma. Sivkasto su bele boje, metalnog sjaja, ali na vazduhu brzo potamne, usled oksidacije i presvlačenja tankim slojem oksida koji ih štiti od dalje oksidacije. Tvrdoća se razlikuje od elementa do elementa zbog toga što poseduju različite tipoce kristalne rešetke, pa je tako berilijum prilično tvrd a barijum mek kao olovo. Gustina se takođe razlikuje, ali su svi teži od vode.

Atomi ovih elemenata sadrže po dva s-elektrona u najvišem energetskom nivou te su, prema tome, u svojim jedinjenjima pozitivno dvovalentni. Zbog prisustva dva elektrona u perifernoj sferi elektronskog omotača imaju jako izražen pozitivni metalni karakter, iako imaju relativno slabije izražene metalne osobine u odnosu na alkalne metale (zbog manjeg poluprečnika atoma i samim tim jače izražene sile privlačenja između jezgra i elektrona usled čega se oni teže otpuštaju), a pored toga zemnoalkalni metali treba da otpuste i veći broj valentnih elektrona da bi stekli konfiguraciju plemenitog gasa.

Hemijski su vrlo reaktivni, pa se stoga ne javljaju u prirodi u elementarnom stanju već isključivo u obliku svojih jedinjenja, a među njima najrasprostranjeniji su kalcijum i barijum. Kao i u drugim grupama periodnog sistema, idući odozgo na dole, od berilijuma ka radijumu, sa rastućim rednim brojem povećava se metalni karakter i aktivnost elemenata što je uslovljeno povećanjem prečnika atoma i smanjenjem potencijala jonizacije elemenata. Za sada nije objašnjeno zašto, ali se zna da je energija jonizacije kod radijuma veća nego što se očekivalo. Zbog negativnog redoks potencijala dobra su redukciona sredstva. Zemnoalkalni metali se, inače, odlikuju veoma malim energijama jonizacije, pa stoga imaju i mali koeficijent elektronegativnosti koji opada sa porastom atomskih brojeva.

Ovi elementi se lako rastvaraju u kiselinama, a berilijum se rastvara i u alkalnim hidroksidima jer je amfoteran. Zagrejani na vazduhu burno sagorevaju dajući okside, koji su bazični, izuzev berilijuma čiji je oksid amfoteran. Zemnoalkalni metali dejstvuju i na vodu (izuzev berilijuma) i prelaze u odgovarajuće hidrokside, koji predstavljaju jake baze i veoma su slabo rastvorljivi u vodi. Inače ovi elementi reaguju i sa azotom, sa ugljenikom, sa halogenim elementima itd. Različita svojstva berilijuma posledica su toga što ima manji atomski i jonski poluprečnik, a i činjenica je da se kod s i p- elememenata javlja dijagonalni efekat .

U ovom radu predstaviću kalcijum i njegova jedinjenja.

Kalcijum (Ca, latinski calcium) je metal IIA grupe. Elektronska konfiguracija mu je: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2, gradi 2+ jon. Poseduje 6 stabilnih izotopa. To su 40Ca, 42Ca, 43Ca, 44Ca, 46Ca i 48Ca.

Kalcijum je otkriven u Engleskoj, a ime mu dolazi od latinske reči calx (kreč).

Kalcijum je veoma rasprostranjen u prirodi i to u vidu jedinjenja. Krečnjak i mermer su po hemijskom sastavu kalcijum-karbonat, kalcijum u vidu fosfata ulazi u sastav kostiju. Soli kalcijuma koje su rastvorene u vodi daju joj ukus i čine je tvrdom. Ovaj element je sive boje, dobro provodi toplotu i elektricitet i manje je reaktivni od elemenata Ia grupe.

Najznačajnija jedinjenja kalcijuma su kalcijum-oksid i kalcijum-hidroksid. Kalcijum-oksid (živi kreč) je bela supstanca koja u reakciji sa vodom gradi kalcijum-hidroksid (gašeni kreč) pri čemu se oslobađa velika količina toplote.

Iako se gotovo 99% ukupnog kalcijuma u organizmu nalazi u kostima, onih preostalih 1% važno je za odvijanje niza vitalnih procesa. Kalcijum je nužan za rast i pravilnu funkciju svake ćelije u našem organizmu.Učestvuje u procesima kontrakcije mišića, u regulaciji propustljivosti ćelijske membrane, izlučivanju nekih hormona (insulin), regulaciji enzima, širenju i sužavanju krvnih sudova, a nužan je i za pravilan rad srca i zgrušavanje krvi.
Organizam ne dopušta da kalcijum u krvi padne ispod donjih normalnih vrednosti već će povećati njegovu količinu u krvi po cenu gubitka kalcijuma iz kostiju. Potraje li taj manjak u krvi duže vreme pa organizam povlači mnogo kalcijuma iz kostiju, one će s vremenom postati krhke i lomljive, tj. doći će do razvoja bolesti osteoporoze.