Строение атома кальция (ca), схема и примеры

Строение атома кальция (ca), схема и примерыСтроение атома кальция (ca), схема и примеры
Строение атома кальция (ca), схема и примеры

Из чего состоит атом

Порядковый номер элемента 20. Значит, атомное ядро состоит из 20 протонов.

alt

Узнай стоимость своей работы

Бесплатная оценка заказа!

Оценим за полчаса!

Атом — нейтральная частица, не имеющая заряда. Чтобы уравновесить положительный заряд двадцати протонов, атому Ca нужно иметь на орбитах 20 электронов. В ядре, кроме 20 протонов, есть 20 нейтронов. Эти частицы не содержат заряда, но влияют на массу.

Количество электронов

Элемент находится в четвертом периоде таблицы Менделеева. Значит, электроны находятся рядом с ядром на четырех орбиталях:

  • на первой — 2 e-;
  • на второй — 8 e-;
  • на третьей — 8 e-;
  • на четвертой — 2 e-.

Строение атома кальция (ca), схема и примеры

Электроны одинаковы по массе, силе заряда и строению, но имеют разные направления движения и траектории:

  • s-электроны — вращаются вокруг собранных в ядро протонов и нейтронов, образуя сферу.
  • p-электроны — описывают восьмерки по трем плоскостям.

В природе есть электроны, двигающиеся по более сложным схемам. Они описывают вокруг ядра двойные и четверные восьмерки в различных плоскостях. Но в атоме Ca их нет.

Если расписать строение с учетом электронных орбит, получится следующая формула: 1s22s22p63s23p64s2. Графическая формула (электронная конфигурация кальция) выглядит как [Ar] 4s².

alt

Узнай стоимость своей работы

Бесплатная оценка заказа!
Читайте также:  Формула индукции магнитного поля, b

Оценим за полчаса!

Благодаря двум свободным s-электронам на четвертом энергетическом уровне Ca химически активен. Он почти никогда не находится в свободном состоянии, соединяясь в природе с водой или кислородом.

Состав распространенных соединений кальция:

  • CaO — известняк;
  • Ca CO3 — известняк, мрамор, мел;
  • CaSO 4 ·2H 2 O — гипс;
  • cacl2 — пищевая добавка.

При взаимодействии с водой идет образование щелочи — гидроксида кальция. Реакция проходит с выделением водорода.

Каждый атом Ca присоединяет 2 группы OH. В результате формула гидроксида выглядит как Cа (OH)2.

Атомная масса, изотопы

Относительная атомная масса кальция 40.07 а. е. м. У элемента есть шесть природных изотопов. Разница между ними определяется числом нейтронов.

Возможное количество нейтронов в Ca:

Строение атома кальция (ca), схема и примеры

Все изотопы кальция устойчивые, не обладают радиоактивностью. Самый распространенный 40.

Сравнение с калием

Для лучшего понимания, как устроен атом кальция, можно сравнить его с соседом по таблице Менделеева, еще одним широко распространенным в природе металлом — калием. У них одинаковое количество орбиталей, но по ним движется разное число электронов.

Строение атома кальция (ca), схема и примеры

У калия порядковый номер на один меньше — 19. Уменьшается и масса атома — 39.09833. Разница объясняется тем, что у калия меньше на один электрон и протон.

По четырем орбитам атома калия движутся 19 e-. Его электронное облако выглядит следующим образом: 1s22s22p63s23p64s1.

Самое важное отличие Са и К обнаруживается на последней орбитали. У кальция на ней вращается два s-электрона, а у калия один. Это существенно влияет на химические свойства.

Два e- кальция придают ему валентность 2, степень окисления +2. Соединяясь в молекулы, Ca предоставляет два внешних e- другому элементу, образуя ион Ca2+.

Калий имеет один e- на последней оболочке. То есть он одновалентный, степень окисления +1.

При соединении кальция с одновалентными элементами, например водородом, получается формула вида CaH2. То есть каждый из двух свободных e- кальция, находящихся на внешней орбитали, присоединяет по одному атому водорода.

Строение атома калия не дает ему присоединить два атома водорода. Его единственный e- на внешней оболочке способен соединиться только с одним водородным атомом, в результате получается формула вида KH.

Источник: https://nauka.club/khimiya/atom-kaltsiya.html

Электронная конфигурация и строение атома кальция

В науках с физико-математическим уклоном для решения задач иногда необходимо знать атомарную структуру вещества.

На уроках химии изучается каждый из элементов периодической системы (таблицы) Дмитрия Ивановича Менделеева и его строение атома. Кальций не является исключением.

Однако для начала следует ознакомиться с основными понятиями и положениями о принципах формирования электронной оболочки для различных материалов, определяющей их важные свойства.

Строение атома кальция (ca), схема и примеры

Общие сведения

Каждый химический элемент состоит из молекул, компонентами которых являются атомы. Последние состоят из следующих структурных единиц:

Последние вращаются вокруг ядра по орбитам, которые только отображаются на чертежах (графической схеме). Орбита — условное обозначение расстояния между ядром и электронами, удерживающимися посредством сил кулоновского притяжения.

На основании анализа структуры кристаллической решетки ученые открыли некоторые очень важные физико-химические свойства веществ. Например, благодаря изучению строения атома калия, его поместили в ряд щелочных металлов.

Он вступает в мгновенную реакцию с водой, образуя щелочь.

Ядро атома

Ядро — основной компонент атома, в котором сосредоточена основная масса. Оно имеет положительный заряд, притягивающий электроны, и состоит из протонов и нейтронов.

Протий (легкий изотоп водорода) — единственный химический элемент, не содержащий нейтроны.

Если ядро рассматривать в качестве частицы, то химики и физики называют его нуклидом, а нуклоны — совокупность положительно заряженных атомарных единиц.

Строение атома кальция (ca), схема и примеры

Количество протонов обозначается литерой «Z», а нейтронов — N. Эти 2 коэффициента, как правило, равны. Однако иногда N превышает или меньше показателя Z. В этом случае говорят, что химический элемент является изотопом или изотоном, т. е. нестандартным. Чтобы их отличать между собой, следует запомнить 2 правила:

  1. Одинаковое Z и разное N — изотопы.
  2. Одинаковое N и разное Z — изотоны.

Число «Z» соответствует порядковому номеру в таблице Д. И. Менделеева. Алгебраическая сумма Z и N эквивалентна массовому атомарному числу А, которое также указывается в периодической системе. Оно имеет и другое название — молекулярная масса химического элемента. Кроме того, у ядра существуют и другие характеристики. К основным из них относятся следующие:

Читайте также:  Валентность углерода (c), формулы и примеры

Строение атома кальция (ca), схема и примеры

Коэффициент Z определяет уровень электрического заряда. Впервые его открыл ученый Г. Мозли в 1913 году опытным путем, измеряя длину электромагнитной волны водорода.

Для других элементов была установлена такая же зависимость от порядкового номера элемента. Заряд протонов, входящих в состав ядра, действует на электроны, которые вращаются вокруг него.

Следует отметить, что положительная частица не может притянуть отрицательную, поскольку поле, создающее связь между ними, не способно это сделать.

В некоторых случаях заряд не может удержать электрон. При этом последний «отрывается» с орбитали. В результате такого процесса образуется ион, т. е. атом, который может взаимодействовать с другими.

Структуру строения можно интерпретировать с планетами, вращающимися вокруг Солнца. Последнее не может притянуть их, поскольку недостаточно силы притяжения, которая зависит от расстояния и массы.

Следующей характеристикой ядра является масса. Она измеряется в атомарных единицах массы — а. е. м. Одна «а.е.м.» эквивалентна 1/12 массы атома углерода, который обозначается литерой «С».

Информация об электронах

Электрон — элементарная частица, имеющая отрицательный заряд. Ее масса намного меньше, чем у ядра. У каждой частицы есть своя орбиталь, которая показывает валентность химического элемента.

Электроны не только входят в состав атома, но и бывают свободными, т. е. влияют на электрическую проводимость веществ.

На основании этого утверждения ученые сделали вывод, что материалы могут классифицироваться на проводники, полупроводники и диэлектрики.

Первые имеют свободные электроны, во вторых они появляются только при воздействии каких-либо внешних сил, способных «вырвать» отрицательно заряженные элементарные частицы с орбитали. В диэлектриках или изоляторах они отсутствуют.

Строение атома кальция (ca), схема и примеры

Физико-химические свойства кальция

Кальций — химический элемент, относящийся к щелочно-земельным металлам. Он обозначается литерой «Са». В периодической системе находится под порядковым номером «20». Кроме того, обладает атомарной массой, равной 40 а. е. м. (А = 40 а. е. м.). Основным его источником в природе является карбонат кальция или мел, химическая формула которого имеет вид CaCO3.

Температура плавления Са составляет 854 градусов по шкале Цельсия. Под высоким давлением пропускает электрический ток в одном направлении. При взаимодействии с кислородом, входящим в состав атмосферного воздуха, окисляется (Ca2O). Примером окислительной реакции является мел, которые крошится, а при ударе — разбивается на части.

Строение атома кальция (ca), схема и примеры

В лабораторных условиях его можно получить при электролизе расплавленного CaCl2. Последнее вещество называется хлоридом кальция. Электролиз — физико-химический процесс, при котором через какое-либо вещество пропускают постоянный ток.

В этом случае ионы (заряжены положительно) направляются к электроду (катоду), имеющему отрицательный потенциал (-), а катионы — к положительному (аноду).

При этом распад хлорида кальция можно записать в таком виде: ион (Ca2+) и катион (Cl 2 2-).

Схема строения атома и электронная конфигурация кальция определяют его другие химические свойства. Он реагирует с большинством веществ, являющимися сложными и простыми. Сохранить его в чистом виде довольно сложно. Например, чтобы сберечь «чистый» Ca, нужно покрыть его парафином или керосином в емкости без дополнительного доступа кислорода.

Электронная оболочка

Электронная оболочка атома — форма, позволяющая научным путем доказать возможность взаимодействия элемента с другими веществами. Принципы ее образования имеют следующие формулировки:

Строение атома кальция (ca), схема и примеры

  1. Минимум энергии: определяет энергетический обмен между электронами, заполняющими орбитали.
  2. Паули: на орбитали могут находиться только 2 отрицательно заряженные частицы с противоположными спинами (векторами вращения).
  3. Хунда: заполнение орбиталей с максимальным количеством электронов с учетом спинов.

Ядро атома имеет положительный заряд «+20», который соответствует порядковому номеру в периодической таблице элементов. Количество Z = 20 и N = 20. Следовательно, вокруг ядра двигаются 20 электронов, поскольку количество положительных нуклонов равняется числу отрицательно заряженных частиц.

Схематически обозначение структуры, состоящей из четырех орбит, имеет такой вид: +20 Ca)2)8)8)2. В этом случае можно записать электронную конфигурацию элемента: 1 s2 2 s2 2 p6 3 s2 3 p6 4 s2. Если сложить показатели степеней подуровней орбит, получается «20», т. е. 2+2+6+2+6+2. Электронная формула заполняется по такому алгоритму:

  1. Выписывается порядковый номер: 20.
  2. На первом подуровне должно быть не более 2: 1 s2. Первая орбиталь заполнена.
  3. Вторая орбита (до 6 на подуровне 2р и 2 на 2s): 2s22p6.
  4. Третья состоит из двух подуровней, на каждом из которых может находиться 2 и 6 частиц соответственно: 3s2 3 p6 .
  5. Четвертая также включает 2 подуровня 4s и 4p, но частиц хватает только на 4s: 4 s2.
  6. Проверка количества электронов: 2+2+6+2+6+2 = 20 (результат соответствует действительности, т. е. равен Z).

На основании электронной конфигурации можно определить еще один параметр Cа, который называется валентностью. Она равна 2, поскольку последняя орбиталь имеет только 2 электрона.

Таким образом, кальций является двухвалентным элементом и обладает физическими и химическими свойствами, которые присущи щелочно-земельным металлам.

Источник: https://1001student.ru/himiya/elektronnaya-konfiguratsiya-i-stroenie-atoma-kaltsiya.html

Характеристика важного химического элемента кальция: строение атома, молярная масса и степень окисления

Кальций — это распространенный элемент, часто встречающийся в природе в виде различных соединений, в основном — солей. Скелет любого организма обязан своим существованием этому веществу. Такой важный элемент заслуживает более пристального внимания, поэтому далее будет дана подробная характеристика химического элемента, рассмотрено строение атома кальция….

Признаки

В природе в чистом виде вещество не встречается, определить физические свойства кальция можно только в лабораторных условиях:

  • простое состояние это металл, обладающий твердостью, пластичностью, который легко режется,
  • плавится при температуре — 842 С,
  • температура кипения — 1482С,
  • плотность составляет 1,54 г/см3 при 20,
  • модуль упругости — 2600 кгс/мм2,
  • предельное значение упругости — 0,4 кгс/мм2,
  • твердость по Бринеллю — 20-30 кгс/мм2,
  • имеет серебристо-белый оттенок,
  • при нагревании загорается, пламя имеет кирпично-красный цвет.

Строение атома кальция (ca), схема и примерыОдной из специфических особенностей является способность изменять свои свойства под давлением. Сначала он теряет металлические качества, проявляя качества полупроводника.

При повышенном давлении металлические свойства возвращаются, элемент приобретает сверхпроводимость. Относится к типу щелочно-земельных металлов.

Атомный порядковый номер элемента — 20. Официально принятое обозначение — Ca (по лат. Calcium).

Каковы химические свойства кальция? Элемент обладает повышенной степенью активности, благодаря чему в чистом виде никогда не встречается.

Соединения кальция, напротив, встречаются повсеместно — в составе многочисленных горных пород и организмов.

На открытом воздухе происходит быстрая реакция с кислородом или углеводородом, отчего на поверхности элемента возникает серый налет.

С кислотами реагирует бурно, иногда происходит воспламенение. Не менее активно протекает реакция с водой, она сопровождается обильным выделением водорода.

Образовавшийся раствор дает щелочную реакцию.

Высокая химическая активность кальция, его мгновенное окисление на воздухе вынуждают хранить его в плотно закрытой стеклянной таре, покрытым слоем парафина или под слоем керосина.

С кислородом или галогенами соединяется при обычных условиях. С фосфором, водородом, серой, азотом, углеродом и прочими неметаллическими элементами вступает в химическую реакцию при нагревании, а со фтором реакция идет даже на холоде. С водой взаимодействует активно, с холодной — медленнее, с горячей — очень бурно.

Атомная структура

Строение атома кальция (ca), схема и примерыРассмотрим строение атома кальция. Ядро несет положительный заряд (+20). Внутри него имеются 20 нейтронов и столько же протонов, вокруг ядра движутся по 4 орбитам 20 электронов, распределенных по 2:8:8:2.

Степень окисления кальция равняется +2. На внешнем энергетическом уровне атом содержит 2 спаренных s-электрона, которые он легко отдает при химических реакциях.

Они определяют валентность элемента. Электронное строение атома кальция: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 (коротко 4s2).

Внимание! Моль — это определенное (6,02 · 1023) количество молекул. Моль одного вещества имеет массу, отличающуюся от массы моля другого вещества, поскольку строение молекул и, соответственно, их вес будут разными.

  • Молярная масса кальция — это отношение массы вещества к числу молей: Формула, по которой рассчитывается масса в молях:
  • ,Где M — молярная масса.
  • m — масса вещества.
  • n — количество моль.
  • Молярная масса кальция составляет 40,08 г/моль.

Каково отличие атомов от ионов

Ионы — это частицы, образованные при удалении или присоединении электронов к атому. Бывают положительно (катион) или отрицательно (анион) заряженными при потере или получении дополнительных электронов. Могут существовать как в составе молекул химических соединений, так и в самостоятельном виде (плазма, газ или жидкость).

Строение атома кальция отличается от иона. Атом представляет собой нейтральную частицу с одинаковым количеством электронов и протонов. В этом заключается основное отличие атома от иона.

Атом кальция отличается от иона своим зарядом и свойствами. Строение атома кальция таково, что на внешней оболочке находятся 2 электрона, которые могут вступать в различные связи.

При соединении элемента 2 внешних электрона переходят на орбиты других атомов, превращая нейтральный атом в положительно заряженный ион Ca++.

При этом атом имеет восстановительные свойства, а ион — окислительные.

Главные особенности

Строение атома кальция (ca), схема и примерыВ таблице Менделеева элемент помещен во II группу 4 периода главной подгруппы (А), и все без исключения элементы этой группы относятся к щелочноземельным металлам, со всеми соответствующими признаками и свойствами.

В отличие от типичных металлов кальций обладает некоторыми специфическими свойствами. Есть основания предположить, что это неметалл.

При определенных условиях, как было сказано выше, под высоким давлением он утрачивает металлические свойства.

Элемент химически активен, поэтому в природе соединения кальция содержатся в виде солей, главным образом, в составе минералов или отложений земной коры.

Также большое количество кальция содержится в морской воде, где его доля составляет около 1 г/л.

Тело человека содержит около 1-1,5 кг вещества, причем, большая его часть содержится в костях, обеспечивая их прочность.

Наиболее богаты кальцием осадочные породы:

  • мел.
  • известняк.
  • гипс.
  • мрамор.
  • доломит.
  • апатит.

Все внутрипещерные образования, сталактиты и сталагмиты представляют собой карбонат СаС03. Строение атома позволяет ему активно вступать в реакцию с другими веществами, поэтому количество разнообразных соединений весьма велико.

Элемент является щелочноземельным металлом. поскольку, вступая в реакцию он отдает электроны, то является восстановителем и степень окисления кальция в соединениях +2.

У простого элемента степень окисления равна нулю, как и у всех металлов, поскольку у них равномерно распределена электронная плотность.

В неорганической химии понятие «степень окисления» часто тождественно понятию «валентность».

Сфера использования

Строение атома кальция (ca), схема и примеры

  1. Для получения редко встречающихся земных элементов металлическую разновидность применяют в металлотермии, причем довольно широко.
  2. Для раскисления стали (удаления кислорода, находящегося в расплаве) используют в составе соединения с алюминием или в качестве отдельного химического элемента.
  3. Кроме того, металлический элемент используется как легирующая добавка, увеличивающая прочность подшипников, ответственных деталей двигателей или летательных аппаратов.

Применяется в нефтеперерабатывающей промышленности для удаления серы, служит для обезвоживания различных органических жидкостей. С его помощью в промышленности производится очистка аргона от азотистых примесей.

Не менее широко используется в медицине, воздействует на многие функции организма, в связи с чем количество элемента постоянно должно пополняться. Кроме того, способствует выводу из организма радионуклидов. Препараты глюконат кальция, хлористый кальций, гипс и другие широко применяются для лечения или профилактики различных заболеваний.

Какую роль играет внутри организма

Имеет важное структурное значение, являясь строительным материалом для твердых покровов, костей, зубов, роговых пластин, копыт животных. Раковины моллюсков практически полностью состоят из кальцинированных соединений. Велика биологическая роль кальция. В организме человека он осуществляет массу функций, участвуя в большинстве жизненно важных процессов:

  • регулирует мышечные сокращения, секрецию нейромедиаторов,
  • воздействуя на кровеносную систему, регулирует давление,
  • принимает активное участие в регулировании свертывания крови и обмена веществ внутри клеток,
  • участвует в постоянном обновлении состава костей,
  • укрепляет иммунную систему,
  • способствует синтезу ферментов и гормонов,
  • воздействует на мышцы, регулирует сердечные сокращения,
  • влияет на внутриклеточные процессы,
  • защищает клетку, регулируя проницаемость мембраны.

Суточное пополнение организма человека кальцием должно составлять не менее 800-1250 мг, предельная норма — 2500 мг/сут.

Важно! Это единственный элемент, способный нормализовать кислотно-щелочной баланс в организме. Преобладание кислоты вызывает активное образование солей, камней в почках, создаст предпосылки к возникновению сердечно-сосудистых заболеваний.

  • Свойства кальция и его соединений
  • Химия. Элемент кальций
Читайте также:  Оформление источников литературы по госту 2020 года

Заключение

Элемент имеет колоссальное значение в области химии, геологии, биологии, играет важнейшую роль в функционировании живых организмов и активно участвует в общих природных процессах.

Источник: https://tvercult.ru/nauka/kakova-biologicheskaya-rol-i-harakteristika-himicheskogo-elementa-kaltsiya

Положение элемента кальция в периодической системе, физические, химические свойства

Билет № 19

1. Кальций: положение этого химического элемента в периодической системе, строение его атома, физические свойства. Химические свойства кальция: взаимодействие с кислородом, водой, кислотами

Положение в периодической системе: кальций находится в 4 периоде, II группе, главной (А) подгруппе.

Атомный номер кальция 20, следовательно, заряд атома равен +20, число электронов 20. Четыре электронных уровня, на внешнем уровне 2 электрона.

Схема расположения электронов по уровням:
20Ca ) ) ) )
          2 8 8 2

Ядро атома кальция 40Ca содержит 20 протонов (равно заряду ядра) и 20 нейтронов (атомная масса минус число протонов: 40 − 20 = 20).

Простое вещество кальций — белый металл, легкий,  более твердый по сравнению со щелочными металлами (всё же режется ножом).

Кальций относится к щелочноземельным металлам, отличающимся химической активностью. Кальций хранят под слоем керосина, т. к. на воздухе он быстро покрывается слоем оксида. При нагревании горит:

  • 2Ca + O2 = 2CaO
  • Кальций вытесняет из воды водород. Если поместить кусочек кальция в воду, он тонет, но вскоре всплывает из-за образовавшихся на
    нём пузырьков водорода:
  • Ca + 2HOH = Ca(OH)2↓ + H2↑
  • (раствор мутнеет из-за выпадающего осадка гидроксида кальция)
  • Кальций реагирует с кислотами, например, с соляной кислотой с образованием хлорида кальция:
  • Ca + 2HCl = CaCl2 + H2↑

Кальций широко распространен в земной коре. Карбонаты кальция (мел, гипс, известняк), сульфат кальция (гипс, алебастр), гидроксид кальция (гашеная известь) широко применяются в строительстве. Фосфаты кальция (фосфориты) используются в качестве фосфорных удобрений.

Карбонат и фосфат кальция входят в состав костей человека, придавая им твердость.

2. Задача. Вычисление количества вещества продукта реакции, если известна масса одного из исходных веществ.
Пример:

Сколько моль хлорида цинка можно получить, имея 365 г соляной кислоты?

Решение:

  1. Записываем уравнение реакции.
  2. Записываем над уравнением реакции имеющиеся данные, а под уравнением — массу и число моль согласно уравнению (равно коэффициенту перед веществом):
           10 моль x моль
    Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑
           2 моль   1 моль
    Количество вещества соляной кислоты по условию задачи находим так:
    M (HCl) = 1 + 35,5 = 36,5 (г/моль)

    n = m / M = 365 г : 36,5 г/моль = 10 моль

  3. Составляем пропорцию:
    10 моль  — х моль

    2 моль  — 1 моль

  4. Находим x:
    x = 10 моль • 1 моль / 2 моль = 5 моль

Ответ: 5 моль.

автор: Владимир Соколов

Источник: https://staminaon.com/ru/chemistry/chemistry_9-19.htm

Кальций: строение атома, распространение в природе. Физические и химические свойства кальция. Добыча и применение кальция

Кальций: строение атома, распространение в природе. Физические и химические свойства кальция. Добыча и применение кальция

Кальций — металлический элемент главной подгруппы II группы 4 периода периодической системы химических элементов. Он относится к семейству щелочноземельных металлов.

На внешнем энергетическом уровне атома Кальция содержится 2 спаренных s-электрона, которые он способен энергично отдавать при химических взаимодействиях.

Таким образом, Кальций является восстановителем и в своих соединениях имеет степень окисления +2.

В природе Кальций встречается только в виде солей. Массовая доля Кальция в земной коре — 3,6 %. Основным природным минералом Кальция кальцит CaCO3 и его разновидности — известняк, мел, мрамор.

Существуют и живые организмы (например, кораллы), костяк которых состоит преимущественно из кальций карбоната.

Также важными минералами Кальция доломит CaCO3 · MgCO3, флюорит CaF2, гипс CaSO4 · 2H2O, апатит, полевой шпат и др.

Кальций играет важную роль в жизнедеятельности живых организмов. Массовая доля Кальция в человеческом организме составляет 1,4-2 %.

Он входит в состав зубов, костей, других тканей и органов, участвует в процессе свертывания крови, возбуждает сердечную деятельность.

Чтобы обеспечить организм достаточным количеством Кальция, следует обязательно потреблять молоко и молочные продукты, зеленые овощи, рыбу.

Простое вещество кальций — это типичный металл серебристо-белого цвета. Он довольно твердый, пластичный, имеет плотность 1,54 г/см3 и температуру плавления 842 ºС.

Химически кальций очень активный. При обычных условиях он легко взаимодействует с кислородом и влагой воздуха, поэтому его хранят в герметически закрытых сосудах. При нагревании на воздухе кальций загорается и образует оксид:

  • 2Ca + O2 = 2CaO.
  • С хлором и бромом кальций реагирует при нагревании, а с фтором — даже на холоде. Продуктами этих реакций являются соответствующие галогениды, например:
  • Са + Сl2 = CaСl2.
  • При нагревании кальция с серой образуется кальций сульфид:
  • Ca + S = CaS.
  • Кальций может реагировать и с другими неметаллами.
  • Взаимодействие с водой приводит к образованию малорозчинного кальций гидроксида и выделения газуватого водорода:
  • Ca + 2H2O = Ca(OH)2
    + H2.

Металлический кальций широко используется. Его используют как розкисник при изготовлении сталей и сплавов, как восстановитель для добывания некоторых тугоплавких металлов.

Кальций получают электролизом расплава кальций хлорида. Таким способом кальций был впервые получен в 1808 году Гемфри Дэви.

Источник: http://na-uroke.in.ua/lesson38.html

Цель урока Дать общую характеристику металлов II-А группы по положению в ПСХЭ и строению атомов. Рассмотреть свойства и применение кальция и его соединений. — презентация

1

2 Цель урока Дать общую характеристику металлов II-А группы по положению в ПСХЭ и строению атомов. Рассмотреть свойства и применение кальция и его соединений. Узнать качественную реакцию на ион кальция. Показать значение кальция в организме человека.

3 Проверка домашнего задания 1) Допишите схемы тех реакций, которые протекают практически до конца: а) Li + H 2 O … б) NaOH (в избытке) + H 3 PO 4 … в) Na 2 O + SO 2 г) NaOH + BaCl 2 д) LiOH + CuSO 4 2) Решите задачу: Для получения сульфида натрия взяли 4,6 г натрия и 4 г серы. Какая масса сульфида натрия образовалась при этом?

4 «Крестики — нолики» KKClNaNaINaOHLi 2 O NaClNa 2 OKOHKBrNa 2 OKOH NaNO 3 Na 2 O 2 Li 2 OK2OK2OLiOHKNO 3 а) вещества, которые реагируют с водой б) сложные вещества, относящиеся к одному классу

5 «Крестики — нолики» (ответы) K+K+ KClNaNaINaOH Li 2 O + NaCl Na 2 O + KOHKBr Na 2 O + KOH NaNO 3 Na 2 O 2 Li 2 O + K2O+K2O+ LiOHKNO 3 а) вещества, которые реагируют с водой б) сложные вещества, относящиеся к одному классу

6 Элементы IIА группы Дайте их характеристику по положению в ПСХЭ. Как изменяются их свойства?

7 Химические свойства элементов IIА группы 1. Очень реакционноспособны. 2. Обладают положительной валентностью Реагируют с водой при комнатной температуре (кроме Be) с выделением водорода. 4.

Обладают большим сродством к кислороду (восстановители). 5. С водородом образуют солеобразные гидриды ЭH Оксиды имеют общую формулу ЭО.

Тенденция к образованию пероксидов выражена слабее, чем для щелочных металлов.

8 Пользуясь учебником, подготовьте краткие ответы на следующие вопросы и оформите их в виде схем, формул на ватмане 1 группа – Каково строение атома кальция? 2 группа – Какова его распространённость в природе? 3 группа – Как получают кальций? 4 группа – Каковы физические свойства кальция?

9 +20 Ca 2 е -,8 е -,8 е -,2 е — …3s 2 3p 6 3d 0 | 4s 2 Умеренно твёрдый, серебристо-белый металл

10 Нахождение в природе Сталактиты и сталагмиты Известняк Кораллы

11 Химические свойства кальция 1. Реакция с водой. Реакция с водой. В обычных условиях поверхность Be и Mg покрыты инертной оксидной пленкой, поэтому они устойчивы по отношению к воде.

В отличие от них Ca, Sr и Ba растворяются в воде с образованием гидроксидов, которые являются сильными основаниями: Mg + 2H 2 O t° MgО + H 2 Ca + 2H 2 O Ca(OH) 2 + H 2 2.

Все металлы растворяются в кислотах: Ca + 2HCl CaCl 2 + H 2

12 Химические свойства кальция 3. Реакция с кислородом. Все металлы образуют оксиды RO, барий-пероксид – BaO 2 : 2Mg + O 2 2MgO Ba + O 2 BaO 2 2Ca + O 2 2CaO 2Ca + O 2 2CaO 4. С другими неметаллами образуются бинарные соединения: Ca + H 2 CaH 2 (гидриды) Ca + 2C CaC 2 (карбиды) Ca + N 2 Ca 3 N 2 (нитриды)

  • 13 5. Качественная реакция на катионы щелочноземельных металлов – окрашивание пламени в следующие цвета: Ca 2+ — темно-оранжевыйSr 2+ — темно-красный Ba 2+ — светло-зеленый
  • 14 Физкульминутка
  • 15 Важнейшие соединения кальция CaO – негашеная известь CaCO 3 t° CaO + CO 2 CaO + H 2 O Ca(OH) 2 3CaO + P 2 O 5 Ca 3 (PO 4 ) 2 CaO + 2HNO 3 Ca(NO 3 ) 2 + H 2 O
  • 16 Важнейшие соединения кальция CaO + H 2 O Ca(OH) 2 (гашеная известь) Ca + 2H 2 O Ca(OH) 2 + H 2 Ca(OH) 2 + SO 2 CaSO 3 + H 2 O Ca(OH) 2 + 2HNO 3 Ca(NO 3 ) 2 + 2H 2 O Ca(OH) 2 + Na 2 CO 3 CaCO 3 + 2NaOH Ca(OH) 2 + CO 2 CaCO 3 + H 2 O CaCO 3 + CO 2 + H 2 O Сa(HCO 3 ) 2 Сa(HCO 3 ) 2 t° CaCO 3 + CO 2 + H 2 O

17 Тест на закрепление по ЩЗМ (можно набрать 7 балов ) А-1. Распределение электронов по электронным слоям в атоме химического элемента, заряд ядра которого +12, 1) 2,8,8,1 2) 2,8,2 3) 2,8,8,2 4) 2,8,8 А-2.

В ряду Mg – Ca – Sr – Ba металлические свойства 1) усиливаются 2 ) ослабевают 3) не изменяются 4) изменяются периодически А-3. Схеме превращения Ca 0 Ca +2 соответствует уравнение ХР 1) CaO + 2 HCl = CaCl 2 + H 2 O 2) Ca(OH) 2 + 2HCl 2 = CaCl 2 + 2H 2 O 3) Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 + H 2 O 4) 2Ca + O 2 = 2CaO В-4.

Расположите формулы оксидов в порядке усиления основных свойств. 1) MgO 2) SrO 3) BaO 4) CaO В-5. Установите соответствие между сокращённым ионным уравнением ХР обмена и веществами, вступающими в реакцию.

1) Ca 2+ + CO 3 2 – = CaCO 3 А) BaCl 2 и Na 2 SO 4 2) BaCO 3 + 2H + = Ba 2+ + CO 2 + H 2 O Б) CaO и HNO 3 3) Ba 2+ + SO 4 2 – = BaSO 4 В) CaCl 2 и Na 2 CO 3 4) CaO + 2H + = Ca 2+ + H 2 O Г) BaCO 3 и HCl

18 Ответы на тест по закреплению 1) — 2 2) — 1 3) — 4 4) ) — ВГАБ Шкала оценок: 7 б «5» 6,5 б «4» 4,3 б «3»

19 Задания для закрепления материала. (Из образцов ГИА). Даны схемы превращений. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить указанные превращения.

Для первого в 1 уравнении и для третьего во втором превращении составьте сокращённое ионное уравнение реакции. 1) Ca(OH) 2 CaCO 3 X K 2 CO 3 2) CaO Ca(OH) 2 X AgCl Решите задачу: При обжиге 260 г известняка получили 112 г оксида кальция.

Вычислите массу и массовую долю карбоната кальция, содержащегося в известняке.

20 Роль кальция в жизни человека Кальций является основой костной ткани, зубов и придатков кожи – волос и ногтей. Он принимает участие в процессе сокращения миокарда – сердечной мышцы – и таким образом влияет на сердечные показатели – пульс, давление и другие. Кроме того, кальций участвует в работе центральной нервной системы и усвоении продуктов питания.

21 Содержание кальция в организме человека, его значение Демонстрация декальцинированной кости

22 Рекомендуемые Всемирной Организацией Здравоохранения суточные нормы потребления кальция. Дети до 3 лет 600 мг. Дети от 4 до 10 лет 800 мг. Дети от 10 до 13 лет 1000 мг. Подростки от 13 до 16 лет 1200 мг. Молодежь от 16 и старше 1000 мг. Взрослые от 25 до 50 лет от 800 до 1200 мг. Беременные и кормящие грудью женщины от 1500 до 2000 мг.

23 Содержание кальция в продуктах питания: Продукт Содержание, мг/100 г Молоко коровье 120 Сыр типа эмменталь 970 Плавленый сыр 760 Сыр типа гауда или чеддер 730 Крапива 713 Брынза 530 Сардины в масле (консервы)500 Соевый сыр (тофу)450 Семена подсолнечник 367 Шиповник собачий 257 Миндаль Петрушка 245 Лесной орех 226 Амарант, семя 214 Кресс-салат 214 Соя бобы (сухие)201 Молоко овечье 170 Лосось (консервы)91 Творог 80 Листовой салат 77 Фасоль красная 71 Малое содержание кальция: рыба (30-90); хлеб с отрубями (60), хлеб пшеничный (37); мясо, субпродукты, крупы (менее 50), свёкла (37), морковь (46).

24 Рефлексия «Крестики — нолики» NaClCaCO 3 NaOHCaSiO 3 CaCl 2 Ca CaO Na 2 OCaCaBrCaSO 4 CaCl 2 Ca(OH) 2 CaSO 4 CaCO 3 Ca(NO 3 ) 2 CaO а) вещества, которые реагируют с водой б) сложные вещества, относящиеся к одному классу

Источник: http://www.myshared.ru/slide/1001117/

Ссылка на основную публикацию