Кальци (лат. Calcium) нь Ca гэж тэмдэглэгддэг, атомын дугаар 20 бүхий химийн элемент юм. Атом масс 40.078 amu. Кальци нь саарал өнгөтэй, зөөлөн шүлтлэг газрын металл бөгөөд Дэлхийн царцдаст байх массынхаа хэмжээгээр элементүүдийн дунд 5-рт орно. Мөн далайн усан дахь ангижирсан ионы молекулын тоо болон массын аль алинаар натри, хлор, магни, сульфатын дараа 5-д ордог.[13]

Шинж чанар
Ерөнхий
Нэр, тэмдэг, атомын дугаар Кальци, Ca, 20
Цуваа Газрын шүлтийн металл
Бүлэг, үе, блок 2, 4, s
Гадаад байдал мөнгөлөг цагаан
CAS дугаар 7440-70-2
Дэлхийн гадаргад эзлэх хэмжээ 3,39 %[1]
Атомын шинж чанар [2]
Атом масс 40,078(4)[3] u
Атомын радиус (тооцоолсон) 180 (194) пм
Ковалент радиус 176 пм
Ван дер Ваальсын радиус 231[4] пм
Электрон бүтэц [Ar] 4s2
Гаралтын ажил 2,87 эВ[5]
1. Ионжилтын энерги 589,8 кЖ/моль
2. Ионжилтын энерги 1145,4 кЖ/моль
Физикийн шинж чанар [2]
Бодисын төлөв хатуу
Талст бүтэц талдаа төвтэй куб
Нягт 1,55 г/см3 (20 °C)[6]
Моосын хатуулаг 1,75
Соронзон чанар Парасоронзон (Χm = 1,9 · 10−5)[7]
Хайлах цэг 1115 K (842 °C)
Буцлах цэг 1760 K[8] (1487 °C)
Молийн эзлэхүүн 26,20 · 10−6 м3/моль
Ууршилтын дулаан 153 кЖ/моль[8]
Хайлах дулаан 8,54 кЖ/моль
Дууны хурд 3810 м/сек 293,15 K-д
Хувийн дулаан шингээлт 647,3[1] Ж/(кг · К)
Цахилгаан дамжуулалт 29,4 · 106[9] A/(В · м)
Дулаан дамжуулалт 200 Вт/(м · К)
Химийн шинж чанар [2]
Исэлдэлтийн төлөв байдал (+1[10]) +2
Оксид (суурь) CaO (хүчтэй суурийн шинжтэй)
Хэвийн потенциал −2,84 В (Ca2+ + 2 e → Ca)
Цахилгаан сөрөг чанар 1,00 (Паулын скала)
Изотопууд
Изотоп ИХ t1/2 ЗТ ЗЭэВ) ЗБ
40Ca 96,941 % тогтвортой
41Ca {син.} 103.000 a ε 0,421 41K
42Ca 0,647 % тогтвортой
43Ca 0,135 % тогтвортой
44Ca 2,086 % тогтвортой
45Ca {син.} 162,61 d β− 0,257 45Sc
46Ca 0,004 % тогтвортой
47Ca {син.} 4,536 d β− 1,992 47Sc
48Ca 0,187 % > 6 · 1018 a β−β− 4,272 48Ti
Өөр бусад изотопуудыг үзэх: Изотопуудын жагсаалт
ЦСР-шинж чанар
  I квантын тоо γ
рад·Тл−1·сек−1
Er (1H) fL
B = 4,7 Тл
МГц-ээр
43Ca 7/2 0−1,803 · 107 6,4 · 10−3 013,49
Аюулгүй байдлын заавар
GHS-Аюулын тэмдэг:  Химийн бодисыг зэрэглэx, ангилах, баглах европын холбооны журам,[12] өргөтгөсөн байх боломжтой[11]
02 – Хөнгөн-/Туйлын шатамхай

Аюултай

АТ-фразын жагсаалт H: 261
EUH: 014
P: 223​‐​232​‐​501​‐​402+404 [11]
Боломжит ба хэрэглэх байдлыг харгалзан аль болох СИ-системийн нэгжүүдийг хэрэглэсэн болно.
Хэрэв ямар нэгэн тайлбар байхгүй бол дээр өгөгдсөн утгууд хэвийн нөхцлийн утгууд болно.

Кальци нь амьд организмуудад, ялангуяа эсийн физиологид чухал үүрэгтэй: кальцийн ион Ca2+нь цитоплазмд орох, гарах функц нь эсийн олон янзын процесст дохио болж өгдөг. Яс, дун зэргийн эрдэсжилтэд ордог кальци нь олон амьтны биед хамгийн их масс эзэлдэг металл билээ.

ХэрэглээЗасварлах

Кальцигаар уран, хром, цези, рубиди зэрэг элементүүдийг нэгдлээс ангижруулахаас гадна гангаас хүхэр, хүчилтөрөгч зэргийг зайлуулахад хэрэглэдэг. Техникт кальцийн оксидыг шатаасан буюу түүхий шохой гэж нэрлэнэ. Түүнийг шохойн чулууг шатааж гаргаж авдаг. CaCO3=CaO+CO2 ∆H°=-178кЖ Түүхий шохойн дээр ус хийхэд их дулаан ялгарч Ca(OH)2 үүсдэг бөгөөд үүнийг болсон (унтраасан шохой) гэж нэрлэнэ. CaO+H2O=Ca(OH)2 ∆H°=-65кЖ Ca(OH)2 усанд бага (20°C-д 10-3 м3 усанд 1,56г) уусдаг. Түүний ханасан уусмалыг шохойн ус гэнэ. Болсон шохойг барилгад ихээр хэрэглэдэг. Түүний элс ба устай холимгийг шохойн уусмал гэнэ. Шохойн сүүн уусмалаар барилгын дотно гадна хана, таазыг шохойдоход агаараас нүүрсхүчлийн хийг шингээж кальцийн карбонатыг үүсгэдэг учир цагаан өнгөтөй байдаг.

Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O

Барилгын дотор талын өнгөлгөө, цээж баримал, бэлэг дурсгалын зүйлс хийхэд чанар сайтай гөлтгөнийг (CaSO4*2H2O) ашигладаг. CaSO4*2H2O халаахад 1 молекул усаа алдаж альбастр CaSO4*H2O үүсгэдэг.Альбастр усаар зуурагдаж хатуурахдаа дараах байдалтай болно.

2[CaSO4*0.5H2O]+3H2O=2[CaSO4*2H2O]

Монгол улсад гөлтгөнийн 8 ордод хайгуул хийгдэж байгаагаас Тарагт, Увсын Баруун цэрд, Үнэгт уулын ордыг Дархан, Хөтөлийн цемент, Сайншандын альбастрын үйлдвэрт тус тус ашиглаж байна. Байгалийн цэрд (CaCO3; шохойн чулууны нэг төрөл)-ийг шохой, цемент, шил, саахар, резин, цаас, төмөрлөг, хиймэл шүд, шүдний оо үйлдвэрлэх, түүнийг боловсруулж бичгийн шохой хийхэд ашигладаг.

Кальцийн химийн шинжЗасварлах

Кальци химийн идэвх сайн, агаарт амархан исэлдэж оксидын бүрхүүлээр бүрхэгдэнэ. Кальцийг шатаахад хурц улаавтар өнгийн дөл гаргана.

  Кальци бусад исэлдүүлэгчтэй, тухайлбал галогенууд , хүхэр, фосфор эрчимтэй харилцан үйлчилнэ . Өндөр темпартурт зоттой харилцан үйлчлэлцэж нитрид нэгдлийг үүсгэнэ.

  Энэ урвалыг хайлшнаас азотыг салгахад хэрэглэдэг. Ханасан устөрөгчтэй кальци харилцан үйлчлэлцэж гидридийг үүсгэнэ.

  Кальцийн гидрид болон түүний дэд бүлгийн металлын гидридүүд устай харилцан үйлчлэлцэж гидроксил ба устөрөгчийн үүсгэнэ.

  Кальци ус болон хүчлүүдтэй маш амархан харилцан үйлчлэлцэж устөрөгчийг ялгаруулна.

 

  Кальцийн оксид –CaO. Үйлдвэрт кальцийн оксидыг кальцийн карбонатын дулааны задралаар гарган авна.

  Кальцийн оксид (унтраагүй шохой, шатаасан шохой, түүхий шохой) суурийн оксид учир устай харилцан үйлчлэлцэж кальцийн гидроксид буюу унтраасан шохойг (болсон шохойг) үүсгэнэ.

  Кальцийн карбидыг ацетленийг гарган авахад өргөн хэрэглэнэ .

Кальцийн гидроксид –Ca(OH)_2 Кальцийн гидроксид хүчтэй суурь юм. 1 л усанд 1,56 г кальцийн гидроксид уусгана. Кальцийн гидроксидын ханасан уусмалыг шохойн ус гэж нэрлэдэг. Кальцийн гидроксидыг барилгын үйлдвэрлд өргөн ашигладаг. Техникт кальцийн гидроксидыг унтраасан шохой гэж нэрлэдэг. Унтраасан шохойн элс устай хольсон холимгийг барилгын буюу шохойн уусмал гэнэ. Үүнийг барилгад хэрэглэдэг.

Кальцийн карбонат -CaCO_3 Энэ нэгдэл байгаль дээр хамгийн их тархсан нэгдэл юм. Усанд уусдаггүй. Шохойн ус агаарт байхад нүүрсхүчлийн хийг шингээн авч кальцийн карбонатыг үүсгэснээр булингартана.

 

Кальцийн карбонатыг кальцийн оксид гарган авахад өргөн хэрэглэдэг.

Кальцийн гидридЗасварлах

Кальцийн гидрид давс маягийн бодис бөгөөд усанд эрчимтэй харилцан үйлчлэлцэж устөрөгчийг ялгаруулна.   Кальцийн гидридийг устөрөгч гарган авахад ч хэрэглэж болдог. Мөн түүнийг хатаагч, ялангуяа талст гидратуудаас усыг нь татуулан авахад хэрэглэдэг.

Кальцийн чухал давсуудЗасварлах

Кальцийн давсуудаас сульфат , фосфат ,хлоридууд , карбонатууд ач холбогдолтой байдаг. Кальцийн уусмалд илрүүлж танихын тулд аммоны оксалат (NH_4 )_2 C_2 O_4-г хэрэглэдэг

 

Энд үүссэн цагаан талст тунадас эрдсийн хүчлүүдэд уусах ба цуугийн хүчилд уусдаггүй .

 

 

Энэ хурган чихний хүчил цууны хүчлээс илүү хүчтэй хүчил байдагтай холбоотой.

Кальцийн физик шинжЗасварлах

Кальци нь хөнгөн (d=1,55г/см^3), хатуу металл, кальцийг зүсэхэд шинээр үүссэн хэсгийн гадаргуу нь цагаавтар саарал өнгөтэй, хайлах буцлах темпартур газрын шүлтийн металлынхаас их. Кальци нь давтагдах сунгагдах шинж чанартай. Кальци агаарт исэлддэг тул түүнийг битүү саванд их төлөв керосинд дотор хадгална. Нягт 5-тай тэнциүү ба доош бол хөнгөн, бага бол хүнд, ангижруулагч шинжтэй. Кальцийн нэгдлүүдээс байгальд өргөн тархсан нэгдэл нь: гантиг, шохойн чулуу, гөлтгөнө CaSO_4∙2H_2 зэрэг болно. Кальци нь Ca_3 (PO_4 )_2 байдлаар фосфорит, апатит, амьтны эс зэрэгт агуулагдаж байдаг. Үйлдвэрт 6 жингийн хлорид (Ж.Х ) кальцийн хлоридыг 1 ж.х кальцийн фторидтой хольж хайлмагаас нь электролизоор кальцийг гарган авдаг. Кальцийн фторидыг кальцийг хлоридын хайлах темпартурыг багасгах зорилгоор нэмж өгдөг.

Цахим холбоосЗасварлах

Wiktionary: Кальци – Энэ үгийг тайлбар толиос харна уу
  Commons: Calcium – Викимедиа дуу дүрсний сан

ЭшлэлЗасварлах

  1. 1.0 1.1 Harry H. Binder: Lexikon der chemischen Elemente. S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3.
  2. Die Werte für die Eigenschaften (Infobox) sind, wenn nicht anders angegeben, aus www.webelements.com (Calcium) entnommen.
  3. CIAAW, Standard Atomic Weights Revised 2013.
  4. Manjeera Mantina, Adam C. Chamberlin, Rosendo Valero, Christopher J. Cramer, Donald G. Truhlar: Consistent van der Waals Radii for the Whole Main Group. In: J. Phys. Chem. A. 113, 2009, S. 5806–5812, doi:10.1021/jp8111556.
  5. Ludwig Bergmann, Clemens Schaefer, Rainer Kassing: Lehrbuch der Experimentalphysik. Band 6: Festkörper. 2. Auflage. Walter de Gruyter, Berlin/New York 2005, ISBN 3-11-017485-5, S. 361.
  6. N. N. Greenwood, A. Earnshaw: Chemie der Elemente. VCH, Weinheim 1988, ISBN 3-527-26169-9, S. 136.
  7. Robert C. Weast u. a. (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. Chemical Rubber Publishing Company, Boca Raton 1990, ISBN 0-8493-0470-9, S. E-129 bis E-145. Werte dort sind auf g/mol bezogen und in cgs-Einheiten angegeben. Der hier angegebene Wert ist der daraus berechnete maßeinheitslose SI-Wert.
  8. 8.0 8.1 Yiming Zhang, Julian R. G. Evans, Shoufeng Yang: Corrected Values for Boiling Points and Enthalpies of Vaporization of Elements in Handbooks. In: Journal of Chemical & Engineering Data. 56, 2011, S. 328–337, doi:10.1021/je1011086.
  9. T. C. Chi: Electrical Resistivity of Alkaline Earth Elements. S. 470 (nist.gov [PDF]).
  10. Sven Krieck, Helmar Görls, Lian Yu, Markus Reiher, Matthias Westerhausen: Stable "Inverse" Sandwich Complex with Unprecedented Organocalcium(I): Crystal Structures of [(thf)2Mg(Br)-C6H2-2,4,6-Ph3] and [(thf)3Ca{μ-C6H3-1,3,5-Ph3}Ca(thf)3]. In: Journal of the American Chemical Society. Band 131, Nr. 8, 4. Februar 2009, S. 2977–2985, doi: 10.1021/ja808524y An der Friedrich-Schiller-Universität Jena wurde 2009 ein stabiler, wenn auch extrem wasser- und luftempfindlicher Calcium(I)-Komplex (inverse sandwich) synthetisiert, bei dem das Calcium in der bei stabilen Verbindungen bislang unbekannten Oxidationsstufe +1 vorliegt.
  11. 11.0 11.1 Eintrag zu Calcium in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 9. August 2016 (JavaScript erforderlich)
  12. Eintrag zu Calcium im Classification and Labelling Inventory der Европын химийн агентлаг (ECHA), abgerufen am 1. August 2016. Hersteller bzw. Inverkehrbringer können die harmonisierte Einstufung und Kennzeichnung erweitern.
  13. Dickson, A. G. and Goyet, C. (1994). “5”, Handbook of method for the analysis of the various parameters of the carbon dioxide system in sea water, version 2. ORNL/CDIAC-74.