Біоелемент
кальцій
Частина перша
Кальцій один з найважливіших біометалів, найпоширеніший
серед них у природі - його вміст в земній корі становить близько 3,5%. Він
міститься в різних мінералах і гірських породах (доломіті, мергелі, леси,
апатити тощо), є в багатьох природних водах. Приймає участь в процесі
грунтоутворення, покращує структуру грунту, впливає на реакцію середовища і
рухомість інших біоелементів.
Вміст в природі кальцію такий:
грунт - 1,37
морська вода - 0,04
тваринні організми - 0,3
рослинні організми - 1,9
Найпоширеніша форма елементу - карбонат кальцію.
Овочеві культури концентрують у 20-30 разів кальцію
більше ніж злаки, особливо це відноситься до листяних овочевих: шпинат, щавель,
салат, капуста, цибуля, томати та ін. тому дефіцит кальцію локалізують за
станом овочевих культур. Переміщення кальцію всередині рослини обмежено, тому
цей елемент є малорухлівім, не підлягає реутілізації.
Вміст кальцію в деяких культурах наведено в таблиці.
Культура
продукція
вміст СаО,
%
Пшениця
зерно
0,07
солома
0,28
Кукурудза
зерно
0,03
солома
0,49
Рис
зерно
0,07
Горох
зерно
0,09
солома
1,82
зелена маса
0,35
Люпин
зерно
0,28
солома
0,97
зелена маса
0,16
Соняшник
насіння
0,20
Морква
кормова
коренеплоди
0,07
бадилля
1,50
В порівнянні з іншими біометаламі кальцій в тваринах
міститься в найбільшій кількості. Основна його маса (до 99%) зосереджено в
кісткових тканинах переважно у вигляді гідроксоапатіту Ca5 (PO4) 3OH та інших
солей фосфорної кислоти. Кісткові тканини швидко реагують на зміни
водно-сольового складу крові і виконують роль своєрідного буфера, який
підтримує рівновагу внутрішнього середовища організму.
В організмі людини і тварин кальцій поступає в основному
з продуктами харчування: молоко, овочі, злаки. Наявність грубої клітковини і
підвищеної кількості щавлевої кислоти не сприяє засвоєнню кальцію. Особливо
важливе значення для збагачення організму іонами кальцію має питна вода, в якій
є гідрокарбонат кальцію Ca (HCO3) 2.
Кісткові тканини здатні адсорбуваті на поверхню Pb, Sr,
Ra, U та ін радіонукліди, що веде за собою порушення кровотворної функції
кісткового мозку. Раніше люди вважали, що скелет є опорою тіла і сприяє його
руху, та зараз встановили, що він приймає активну участь в обміні речовин і
перед усе - кальцію.
Завдяки активності кальцію його використовують для
відновлення деяких тугоплавких металів (титан, Цирконій і т.д.) з оксидів.
Кальцій також використовують на виробництві для очистки криці та чавуну від
кисню, сірки та фосфору для отримання деяких міцних сплавів.
Частина друга
Кальцій належить до 4 періоду II групи періодичної
системи елементів Д. І. Менделєєва. Кальцій, виходячи з будови атома, належить до
неперехідніх елементів. Для цих елементів характерна постійність ступеня
окислення і утворення іонів із завершеною електронною конфігурацією, подібної
до оболонки інертних газів.
Кальцій на зовнішньому електронному рівні має 2 валентних
електрони, які він може легко віддавати, перетворюючись в іони з електронною
конфігурацією аргону.
Атомний радіус кальцію менший ніж атомний радіус металів
І групи внаслідок високих зарядів ядер. Енергія іонізації атомів кальцію більша
ніж енергія іонізації відповідного металу І групи. Внаслідок малих розмірів
іони кальцію полярізуються в меншій мірі ніж ізоелектронні іони лужних металів,
тому сполуки кальцію в своїй більшості носять іонний характер. Однак внаслідок
поляризації аніона катіоном Са2 + проявляється тенденція до утворення
ковалентних зв'язків. Тому кальцій здатен утворювати досить міцні
донорно-акцепторні зв'язки з атомами азоту і кисню проявляючи при цьому
комплексоутворювальні властивості.
Має властивість гідратуватіся в розчинах. За ступенем
онності стоїть між літієм, натрієм, берілієм та магнієм з одного боку і
поступається в цьому калію, рубідію, стронцію, цезію та барію з іншого.
Кальцій - жорсткий метал класу а. Для нього (класу)
характерні малі розміри, високі заряди, низька поляризація. Радіус атома
кальцію 0,94
