Wapń

Z Wikipedii

K - Ca - Sc   Mg Ca Sr       Układ okresowy
Dane ogólne
Nazwa, symbol, l.a.*	Wapń, Ca, 20
Własności metaliczne	metal ziem alkalicznych
Grupa, okres, blok	2 (IIA), 4, s
Gęstość, twardość	1550 kg/m3, 1,75
Wygląd
Kolor	srebrzystobiały
Własności atomowe
Masa atomowa	40,078 u
Promień atomowy (obl.)	180 (194) pm
Promień kowalencyjny	174 pm
Promień van der Waalsa	bd
Konfiguracja elektronowa	[Ar]4s²
e- na poziom energetyczny	2, 8, 8, 2
Stopień utlenienia	2
Własności kwasowe tlenków	silnie zasadowe
Struktura krystaliczna	regularna ściennnie centrowana
Własności fizyczne
Stan skupienia	stały
Temperatura topnienia	1115 K (842 °C)
Temperatura wrzenia	1757 K (1484°C)
Objętość molowa	26,20×10-6 m³/mol
Ciepło parowania	153,6 kJ/mol
Ciepło topnienia	8,54 kJ/mol
Ciśnienie pary nasyconej	254 Pa (1112 K)
Prędkość dźwięku	3810 m/s (293,15 K)
Pozostałe dane
Elektroujemność	1,00 (Pauling) 1,04 (Allred)
Ciepło właściwe	632 J/(kg*K)
Przewodność właściwa	29,8×106 S/m
Przewodność cieplna	201 W/(m*K)
I Potencjał jonizacyjny	589,8 kJ/mol
II Potencjał jonizacyjny	1145,4 kJ/mol
III Potencjał jonizacyjny	4912,4 kJ/mol
IV Potencjał jonizacyjny	6491 kJ/mol
Najbardziej stabilne izotopy*
izotop wyst. o.p.r s.r. e.r. MeV p.r. 40Ca 96,941% stabilny izotop z 20 neutronami 41Ca {syn.} 1,03×105 lat w.e 0,421 41K 42Ca 0,647% stabilny izotop z 22 neutronami 43Ca 0,135% stabilny izotop z 23 neutronami 44Ca 2,086% stabilny izotop z 24 neutronami 46Ca 0,004% stabilny izotop z 26 neutronami 48Ca 0,187% >6×1018 lat β- 4,272 48Sc
Tam, gdzie nie jest zaznaczone inaczej, użyte są jednostki SI i warunki normalne.
*Wyjaśnienie skrótów: l.a.=liczba atomowa wyst.=występowanie w przyrodzie, o.p.r.=okres połowicznego rozpadu, s.r.=sposób rozpadu, e.r.=energia rozpadu, p.r.=produkt rozpadu, w.e.=wychwyt elektronu

Wapń (Ca, łac. calcium) - pierwiastek chemiczny z grupy metali ziem alkalicznych w układzie okresowym.

Izotopy stabilne wapnia to ⁴⁰Ca, ⁴²Ca, ⁴³Ca, ⁴⁴Ca, ⁴⁶Ca i ⁴⁸Ca.

Wapń i jego związki znane były od starożytności. Humphry Davy w 1808 r. wyizolował go w stanie czystym i udowodnił analitycznie, że jest pierwiastkiem.

Wapń występuje na górnych warstwach Ziemi w ilości 3,54%. Główne minerały to kalcyt, aragonit, marmury, kreda, wapienie, gips, anhydryt, dolomit, fluoryt, apatyt oraz wiele krzemianów.

Wapń jest dość aktywnym metalem i w odpowiednich warunkach reaguje z wodą, ale nie tak gwałtownie jak metale alkaliczne. Gwałtownie reaguje z większością kwasów mineralnych i wieloma organicznymi.

Najważniejsze związki wapnia to tlenek wapnia, nadtlenek wapnia, wodorotlenek wapnia oraz wiele soli jak np: węglan wapnia, azotan wapnia czy węglik wapnia.

[edytuj] Otrzymywanie

Metaliczny wapń jest otrzymywany przez elektrolizę stopionego chlorku wapnia lub poprzez prażenie tlenku wapnia z glinem bez dostępu powietrza:

3CaO + 2Al → Al₂O₃ + 3Ca

[edytuj] Znaczenie biologiczne

Wapń wchodzi w skład kości oraz niektórych rodzajów ścian komórkowych.

Całkowita zawartość wapnia w organizmie człowieka wynosi 1,4-1,66% masy ciała, z czego 99% występuje w postaci związanej w kościach (hydroksyapatyty), natomiast pozostała część występuje w postaci zjonizowanej w płynie śródkomórkowym oraz pozakomórkowym i pełni szereg ważnych funkcji:

• aktywator enzymatyczny
• second messenger - kinazy białkowe
• przewodzenie impulsów bioelektrycznych
• udział w krzepnięciu krwi
• udział w skurczu mięśni szkieletowych, gładkich i mięśnia sercowego
• udział w reakcjach zapalenia, regeneracji i proliferacji
• udział w wydzielaniu hormonów i neurotransmiterów oraz gruczołów zewnątrzwydzielniczych

Poziom wapnia w surowicy krwi zależy od:

• ilości wapnia w pożywieniu
• stopnia wchłaniania wapnia w przewodzie pokarmowym
• stopnia wydalania wapnia z moczem

Główne hormony wpływające na homeostazę wapnia to: parathormon, kalcytonina i 1α,25(OH)₂-witamina D.

Zalecane w Polsce dzienne spożycie wapnia wynosi:

• dla dzieci i młodzieży do 24 roku życia - 1200 mg
• dla ludzi powyżej 24. roku życia - 900 mg

Zmniejszenie stężenia wapnia w surowicy krwi nazywa się hipokalcemią. Skutkiem hipokalcemii jest nadmierna pobudliwość mięśni do skurczu (tężyczka - jawna lub utajona), zaburzenia krzepnięcia krwi, zaburzenia rytmu serca oraz niedociśnienie tętnicze.

Mechanizmy homeostatyczne starają się przywrócić prawidłowy poziom wapnia w surowicy krwi przesuwając go z puli rezerwowej, a jeśli to nie wystarcza lub magazyny ulegają wyczerpaniu - z kośćca.

Jedną z przyczyn osteoporozy może być niedobór wapnia.

Wapń jest także niezbędnym składnikiem komórek roślin. Jego niedobór powodować może suchą wierzchołkową zgniliznę owoców pomidora.

Kationy Ca²⁺ należą do IV grupy kationów.