המונח "Ca" מפנה לכאן. אם הכוונה למשמעות אחרת, ראוCA.
סידן| סקנדיום -סידן -אשלגן |
|
| נתונים בסיסיים |
|---|
| מספר אטומי | 20 |
|---|
| סמל כימי | Ca |
|---|
| סדרה כימית | מתכת אלקלית עפרורית |
|---|
| מראה |
|---|
| אפור עמום/כסוף |
 |
| תכונות אטומיות |
|---|
| משקל אטומי | 40.078u |
|---|
| רדיוס ואן דר ואלס | 197 pm |
|---|
| סידור אלקטרונים ברמות אנרגיה | 2, 8, 8, 2 |
|---|
| קונפיגורציה אלקטרונית | [Ar] 4s² |
|---|
| דרגות חמצון | 1, 2 |
|---|
| תכונות פיזיקליות |
|---|
| צפיפות | 1,550 kg/m3 |
|---|
| מצב צבירה בטמפ' החדר | מוצק |
|---|
| נקודת רתיחה | 1,757.15K (1,484°C) |
|---|
| נקודת התכה | 1,115.15K (842°C) |
|---|
| לחץ אדים | 254Pa ב-1,112K |
|---|
| מהירות הקול | 3,810 מטר לשנייה ב-293.15K |
|---|
| שונות |
|---|
| אלקטרושליליות | 1.00 |
|---|
| קיבול חום סגולי | 632 J/(kg·K) |
|---|
| מוליכות חשמלית | 29.8 106/m·Ω |
|---|
| מוליכות חום | 201 W/(m·K) |
|---|
| אנרגיית יינון ראשונה | 589.8 kJ/mol |
|---|
| היסטוריה |
|---|
| מגלה | האמפרי דייווי |
|---|
| תאריך גילוי | 1808 |
|---|
| נקרא על שם | lime (לטינית) |
|---|
  |
סידן (Calcium) הואיסוד מתכתי ממשפחת המתכות האלקליות העפרוריות שסמלו הכימי Ca ומספרו האטומי 20.
הסידן הואמינרל חשוב המשתתף בתהליכיםביולוגיים רבים, החל מהפעלת שרשרתמעבר אותות ועד להפעלתאנזימים חשובים. הוא היסוד האחראי על כיווץ השרירים והוא הכרחי לחיי האדם. רמות הסידן בגוף מבוקרות בקפידה.
הסידן הואמתכת אלקלית עפרורית רכה שצבעהאפור. סידן מתלקח בלהבה צהובה-אדומה ובחשיפה לאוויר פני השטח מגיבים עם החנקן האטמוספירי ויוצרים שכבה דקה של סידן ניטרידי (Ca3N2). סידן מגיב עם מים תוך פליטתמימן ויצירתסידן הידרוקסידי2(Ca(OH.
מלחי סידן רבים הםחומרים ידועים שבהם משתמשים בחיי היום-יום:גיר (לסימון) וגבס (סידן גופרתי), אבן גיר (סידן פחמתי),סיד (סידןחמצני; קרוי גםליים) ועוד. שימושים נוספים:
- לסידן חשיבות במיצוי מתכות כמואורניום,צירקוניום ותוריום.
- סידן עוזר לסלקחמצן,גופרית ופחמן מסגסוגות.
- לסידן חשיבות בייצור סגסוגות שלאלומיניום,בריליום,נחושת,עופרת ומגנזיום.
- ייצורמלט וטיח בתעשיית הבנייה.
- הבסיס לייצוראור דרומנד
- תזונה- סידן משמש בתור תוסף מזון לחיזוק מוצרים שונים כגון מוצרי חלב,ירקות,מזונות מועשרים טופו ועוד. וכך תזונה נכונה של מוצרים המכילים סידן יכולה לתרום להרבה דברים חיוניים המערכות הגוף כגון:בריאות העצמות,תמיכה בתפקוד השרירים,תמיכה בתפקוד הלב ובריאות מערכת העצבים...
- בריאות העצמות והשיניים -הסידן הוא המרכיב המרכזי במבנה העצמות והשיניים לסידן תפקיד חשוב בשמירה על הצפיפות ועל החוזק של העצמות .
- תעשיית התרופות- סידן משמש להכנת תוספי סידן לאנשים שגופם לא צורך/מקבל את הסידן הראוי. אך הוא מרכיב של הרבה תרופות או חומרים העוזרים לרפואה כמו גבס רפואי.
- תעשיית הבנייה- הסידן משמש כחומר גלם עיקרי לייצור מלט וסיד.
- תעשיית הזכוכית- סידן משמש גם בייצור הזכוכית בעיקר כדי להגביר את החוזק של הזכוכית ולמנוע היוצרות בועות בזכוכית.
- טיהור מים- סידן משמש בתהליכי טיהור המים להפחתת חומציות ולהסרת מזהמים.
הסידן הוכר כבר במאה ה-1 על ידי הרומאים, שהיו משתמשים בו כסיד. הסידן בודד לראשונה מצורתו המתכתית על ידיהאמפרי דייווי ב-1808 באלקטרוליזה שלתערובת סידן חמצני (CaO) וכספית חמצנית (HgO). היסוד סידן (Calcium) התגלה על ידי הכימאי הבריטי המפרי דייווי (Humphry Davy) בשנת 1808 בבריטניה. דייווי היה מהמדענים הבולטים של תקופתו, והתמחה באלקטרוכימיה. הוא גילה את הסידן באמצעות שיטה שנקראת אלקטרוליזה, שבה הוא פירק מלחי סידן (סידן הידרוקסיד) באמצעות זרם חשמלי כדי לבודד את היסוד הטהור.
תגלית זו הייתה חלק ממחקר רחב יותר שלו שבמהלכו הוא גילה גם יסודות נוספים כמו נתרן ואשלגן.
הסידן הוא היסוד החמישי הכי נפוץ בקרום כדור הארץ. צורתו השכיחה ביותר היאאבן הגיר. נוכחות של אבן גיר באזורגאוגרפי מסוים מעידה בדרך-כלל על כך שבעבר הרחוק היה האזור מכוסהים; מרבצי אבן הגיר מורכבים ממיליוניבעלי חיים ימיים אשרמתו, התפרקו ושקעו לקרקעית הים. עובדה זו מעידה על השכיחות הרבה של הסידן בגופם של יצורים חיים.
היסוד סידן אינו מופיע בטבע כיסוד טהור, אלא כתרכובות. בטבע, סידן נמצא לרוב במצב קשור עם חומרים אחרים, במיוחד במלחי סידן, כמו:
1.סידן פחמתי (CaCO₃): נמצא באבן גיר, באבן קלציט ובשוניות אלמוגים.
2.סידן גופרתי (CaSO₄): נמצא בסלעים כמו גבס.
3.סידן סיליקט: מרכיב חשוב באבן חול ובסלעים אחרים.
סידן יכול להימצא גם בשכבות אדמה ובמים במצבים שונים, אך הוא לא קיים בטבע במצבו החופשי (כיסוד).
סיד (סידן חמצני - CaO) משמש בהרבהבתי זיקוק כימיים והוא מופק בחימום והוספת מים זהירה. כשסיד מעורבב עםחול הוא מתקשה והופך למלט תוך קליטתפחמן דו-חמצני.
לסידן 6איזוטופים יציבים,40Ca ו-41Ca הרדיואקטיבי עםזמן מחצית חיים של 103,000 שנים מופיעים בטבע. 97% מהסידן בטבע הוא40Ca. איזוטופ זה הוא לעיתים תוצר דעיכה של40K, או40Ar. בעוד תארוך בעזרת אשלגן וארגון נפוץ בגאולוגיה, ל-40Ca אין כל שימוש. שכיחותו בטבע מנעה את שימושו בתיארוך רדיואקטיבי.
48Ca הוא איזוטופ בעל "מספר קסם" כפול, כלומר בעל כמות מקסימלית שלנוקלאוטידים (20פרוטונים ו-28נייטרונים) בקליפות הגרעיניות, דבר ההופך אותו ליציב במיוחד. הפגזתפלוטוניום-244 (94 פרוטונים) בגרעין סידן-48, איפשרה ליצור את האטומים של היסודפלרוביום (Z=114)[1].
ערך מורחב –משק הסידן
חשיבותו של הסידן בביולוגיה עליונה; היסוד קיים בכל היצורים החיים, והוא חיוני לחיים. בבעלי חיים מהווה הסידן מרכיב חשוב בעצמות. שלדים מסוגים אחרים ביצורים אחרים, כגון מעטפות קשיחות בחרקים וקונכיות למיניהן, מכילים אף הם סידן.
תפקידו של הסידן בתא חשוב אף יותר, ואוניברסלי הרבה יותר: סידן הוא חומר האיתות התאי החשוב ביותר.יוני סידן מסוגלים להיכנס אל התא ולצאת ממנו דרך משאבות ותעלות הנמצאות בקרום התא. כניסה ויציאה של סידן גורמות להתנעתם או להפסקתם של שלל תהליכים בתא: התכווצותמכנית (בתאישריר בבעלי חיים, למשל), הפרשת חומרים מהתא, העברת אותחשמלי לתא שכן (בנוירונים, תאי העצב בבעלי חיים, למשל) ועוד.
מאגר יוני הסידן הנמצא בסביבה החיצונית של תאי הגוף באדם מגיע מן העצמות דרךמחזור הדם. הבקרה עלמשק הסידן, ובכלל זה כמות הסידן הנפלטת מהעצמות אל הדם, נעשית על ידי מספר אזורים במוח.
הסידן מהווה חלק חשוב מהרגלי אכילה נכונים. חסרים בסידן יכולים להשפיע לרעה על התהוות העצמות והשיניים. לחלופין, עודף של סידן בדם עלול לגרום לאבנים בכליות ולבעיותנוירולוגיות (כגבול עליון נחשב מעל 2500 מ"ג ליום). חסרים בסידן לאורך זמן עלולים להוביל למחלת הרככת (ובמבוגרים - לאוסטאומלציה, להבדיל ממחלתדלדול עצם - אוסטאופורוזיס). מסיבות אלו חשוב להקפיד על צריכה סדירה ונכונה של סידן לאורך החיים.
| גיל | צריכה יומית במ"ג |
|---|
| עד חצי שנה | 210 |
| חצי שנה עד שנה | 270 |
| שנה עד שלוש | 500 |
| 4 עד 8 | 800 |
| 9 עד 18 | 1,300 |
| 19 עד 50 | 1,000 |
| 51 ומעלה | 1,200 |
| נשים בהריון ומניקות | 1,200 |
| נשים בגיל המעבר | 1,500 |
קיימים מספר יסודות המעכבים את ספיגת הסידן בגוף (משום שהם נקשרים אליו ומורידים את ספיגתו), בהםזרחן, אשר נוכחות גבוהה שלו הוכחה כפוגעת בבניית עצם בחולדות[2] (חומצה זרחתית נמצאת באחוזים גבוהים במשקאות מוגזים),מגנזיום,ברזל ומנגן.בנוסף, ככל שרמת הסידן בגוף גבוהה יותר, כך מידת הספיגה שלו יורדת[3] ולכן כדי להגביר את ספיגתו יש לפרוס את צריכתו על פני היום ולא לקחת את כל כמות הסידן היומית בפעם אחת.
הסידן נספג דרך שני מנגנוני ספיגה עיקריים: הראשון, דרך תעלות אקטיביות אשר משופעלות על ידיויטמין D, והשני, דרך מעבר פסיבי תלוי ריכוזים.ויטמינים נוספים אשר תורמים לספיגת סידן הםויטמין C וויטמין A. ישנו קשר מובהק בין ספיגת הסידן וכמות האשלגן בדם. חלק מתוספי הסידן צריכים להימצא בסביבהחומצית על מנת להיספג, אך נכון להיום לא קיימות עדויות המוכיחות כי סידןמסיס נספג טוב יותר מסידן שאינו מסיס[4].
סידן יכול להופיע כמלחים שונים, מתוכם שלושת המלחים העיקריים המשמשים כתוסף תזונה הם סידןקרבונט, סידן ציטראט וסידן גלוקונט. סידן קרבונט נחשב לבעל העלות/תועלת הגבוהה ביותר[4], כיוון שעלותו היא הנמוכה ביותר מבין תוספי הסידן וספיגתו קרובה מאוד לזו של התוספים היקרים יותר.
מוצרי חלב כמוחלב וגבינה, הם המקורות המוכרים ביותר לצריכת סידן (100 מ"ג סידן ל-100 מ"ל/גרם מוצר). גבינות מסוימות (כמוגבינה צהובה) עשירות מאוד בסידן ויכולות להגיע לכמות של 850 מ"ג סידן ל-100 גרם.
מקורות אחרים לסידן כוללים (למאה גרם מוצר):
משקאות סויה רבים מועשרים באופן מלאכותי בסידן. רוב סוגי משקה הסויה, משקה שקדים ומשקאות דומים הנמכרים ברשתות השיווק מכילים שיעור סידן דומה לחלב פרה: 100-120 מ"ג סידן ל-100 מ"למשקה.
