Елемент кальцій зі знаком Ca та атомним номером 20 належить до групи лужноземельних металів періодичної таблиці. Символ кальцію ввів Шведський хімік Йоганн Гадель у 1808 році, а назва походить від латинського слова "calx", що означає "вапно". Кальцій є одним із найпоширеніших хімічних елементів на Землі та відіграє важливу роль в організмах живих організмів, включно з людиною.
Атом кальцію має 20 електронів, розташованих на різних енергетичних рівнях. Нижчі рівні заповнюються раніше за вищі, і самий зовнішній рівень називається валентним шаром. Кальцій має 4 електрони на своєму зовнішньому шарі, що робить його хімічно активним елементом.
Валентні електрони відіграють важливу роль у хімічних реакціях і взаємодіях елементів. Кальцій має схильність віддавати 2 електрони зі свого зовнішнього шару, щоб утворити іон з позитивним зарядом. Це пояснює його успішну участь у формуванні сполук і солей.
Знання кількості електронів на зовнішньому шарі кальцію полегшує розуміння його властивостей і хімічних реакцій. Це особливо важливо під час вивчення формування сполук та йонів кальцію, а також його впливу на живі організми та навколишнє середовище.
Роль кальцію в організмі людини
Основна частина кальцію в організмі міститься в зубах і кістках, де він сприяє формуванню та підтримці їхньої міцності. Коректний розподіл кальцію в організмі необхідний для зміцнення кісткової маси та запобігання розвитку остеопорозу й інших захворювань, пов'язаних із погіршенням стану кісток.
Кальцій також відіграє важливу роль у проведенні нервових імпульсів і м'язовій скоротливості. Він бере участь у роботі серцево-судинної системи, регулюючи скоротливу функцію м'язів і підтримуючи нормальний ритм серцевих скорочень.
Цей мінерал також впливає на функцію крові, допомагаючи у згортанні та уникненні надмірної втрати крові в разі ушкоджень або травм судин. Кальцій також бере участь у регуляції роботи деяких гормонів і ферментів, а також у підтримці здорової клітинної мембрани.
Важливо зазначити, що кальцій має надходити в організм з їжею або, в разі потреби, з добавками поживних речовин, оскільки організм не в змозі самостійно синтезувати цей мінерал. Раціон харчування має бути багатим на джерела кальцію, такі як молочні продукти, броколі, мигдаль та інші продукти, щоб забезпечити достатнє надходження цього важливого мінералу в організм.
Хімічні властивості кальцію
Одна з основних хімічних властивостей кальцію - його реактивність із водою. Коли шматок кальцію занурюється у воду, відбувається жорстка екзотермічна реакція. Реакція супроводжується утворенням водню і перетворенням шматка кальцію на тонкий шар гідроксиду кальцію, який називається плівкою пасивації.
Одне з найважливіших застосувань кальцію - його використання у виробництві сталі. Кальцій додається в розплавлений метал для осадження домішок і утворення стабільних включень. Це дає змогу обробляти сталь за вищих температур і покращує її якість, підвищуючи міцність і стійкість до корозії.
Крім того, кальцій відіграє важливу роль у живих організмах. Він є ключовим елементом для будови та функціонування кісток, м'язів і нервової системи. Нестача кальцію може призвести до ослаблення кісткової тканини та розвитку остеопорозу.
Крім цього, кальцій використовують у виробництві різних матеріалів, таких як цемент, скло і кераміка. Він також застосовується у виробництві хімічних сполук, таких як кальцію карбід, кальцію гідроксид і кальцію оксид.
Таким чином, кальцій володіє широким спектром хімічних властивостей, які роблять його важливим елементом у різних галузях промисловості та життя людини.
Електронна конфігурація кальцію
Зовнішній енергетичний рівень у кальцію - другий. На ньому розташовується 2 електрони в s-підрівні 2s. Таким чином, електронна конфігурація кальцію записується як[2, 8, 8, 2].
Такий розподіл електронів на енергетичних рівнях зумовлює хімічні властивості кальцію, його взаємодію з іншими елементами і здатність утворювати хімічні зв'язки.
Зовнішній шар електронів кальцію
У кальцію є два електронні шари: внутрішній і зовнішній. Внутрішній шар містить 2 електрони, які розташовані ближче до ядра атома. Зовнішній шар, також відомий як валентний шар, містить 8 електронів.
Валентний шар кальцію повністю заповнений, що свідчить про його стабільність. Це є причиною того, що кальцій має високу хімічну стійкість і може легко утворювати сполуки з іншими елементами.
Знання числа електронів на зовнішньому шарі кальцію є важливим для визначення його хімічних властивостей і взаємодії з іншими елементами. Зокрема, кальцій може утворювати йони з позитивним зарядом Ca 2+ , віддаючи свої два валентні електрони.
Отже, зовнішній шар електронів кальцію містить 8 електронів, що робить його хімічно стабільним і здатним утворювати різні сполуки.
| Атомний номер | Хімічний символ | Кількість електронів на зовнішньому шарі |
|---|---|---|
| 20 | Ca | 8 |