కాల్షియం
కాల్షియం (Calcium){సంస్కృతం: ఖటికం} ఒక మెత్తని ఊదారంగు గల క్షార మృత్తిక లోహము. దీని సంకేతము Ca మరియు పరమాణు సంఖ్య 20. ఇది విస్తృత ఆవర్తన పట్టికలో 2వ గ్రూపు, నాల్గవ పీరియడుకు చెందిన మూలకం. దీని పరమాణు భారము 40.078 గ్రా/మోల్. ఇది భూపటలం (crust) లో అత్యధికంగా దొరికే ఐదవ మూలకము మరియు ఇనుము, అల్యూమినియం తరువాత అత్యధికంగా లభ్యమయ్యే మూడవ లోహం. ఇది భూమిపై సాధారణంగా సమ్మేళన రూపంలో కాల్షియం కార్బొనేట్ (సున్నపురాయి) గా లభ్యమవుతుంది. సముద్రాలలో శిలాజరూపంలో ఉన్న జిప్సం, ఎన్‌హైడ్రైట్, ఫ్లోరైట్ మరియు అపాటైట్ వంటివికూడా కాల్షియం యొక్క వనరులే.
కాల్షియం జీవులన్నింటికి ముఖ్యమైనది. జీవుల శరీరంలో అన్నింటికన్నా ఎక్కువగా ఉండే లోహము. ఇది ముఖ్యంగా ఎముకలలో ఉంటుంది. జీవుల దేహవ్యవస్థలో కాల్షియం ప్రముఖపాత్ర కలిగివున్నది. ముఖ్యంగా కణనిర్మాణంలో అత్యంత ప్రాముఖ్యత కలిగినది. కాల్షియం యొక్క అయానులు, జీవ కణజాలంలో సైటో ప్లాజంలో లోపలికి, బయటకు ప్రయాణిస్తూ, కణాల జీవ నిర్వహణలో భాగం వహిస్తాయి. పళ్ళు/దంతాలు, ఎముకలు మరియు కొన్ని జీవుల (నత్త, అలిచిప్పజాతి జీవుల) పై పెంకుల నిర్మాణంలో కాల్షియం ఉనికి ప్రముఖమైనది.జీవజాలాలన్నింటిలో ఎక్కువ ప్రమాణంలో లభ్యమైయ్యే మూలకం కాల్షియం .
చరిత్రకు ముందుకాలం నుండే అనగా క్రీ.పూ.14, 000-7000 సంవత్సరాల నాటికే ఇంటి నిర్మాణంలో కాల్షియాన్ని వాడేవారు .అయిన్ ఘజాల్ (Ain Ghazal) లో క్రీ.పూ.7000 సంవత్సరాలనాటి సున్నపుపలాస్త్రీ/లైమ్‌ ప్లాస్టర్‌తో చేసిన విగ్రహం/బొమ్మను గుర్తించారు.ఖపాజా మేసోపోటామియా (Khafajah mesopotamia) లో క్రీ.పూ.2500 నాటి మొదటి సున్నపుబట్టి/సున్నపు ఆవముని గుర్తించారు. లాటన్ పదం calx, జెణిటివ్ పదం calcis యొక్క అర్థం సున్నం (lime ) . మొదటి శతాబ్దినాటి పురాతన రోమనులు కాల్షియం కార్బోనేట్ నుండి సున్నం తయారు చేసెడివారు.
క్రీ.శ.1808లో ఇంగ్లాండునకు చెందిన సర్ హంప్రీ డేవి అను శాస్త్రవేత్త సున్నం, మేర్క్యురిక్ ఆక్సైడ్‌ల మిశ్రమాన్ని విద్యుద్విశ్లేషణం (electrolysis) కావించి కాల్చియాన్ని వేరు చేసాడు. 20 శతాబ్ది ప్రారంభంవరకు కాల్షియం భారీస్థాయిలో లభ్యం అయ్యేది కాదు.
కాల్షియం ప్రకృతిలో స్వాభావిక మూలకరూపంలో లభ్యం కాదు. అవక్షేప శిలలలో కాల్సైట్ (calcite), డోలోమైట్, జిప్సం ఖనిజాల్లో లభిస్తుంది. అంతియే కాకుండగా అగ్నిశిలలు, రూపాంతర శిలలో, ముఖ్యంగా సిలికేట్ ఖనిజాలైన/శైలిత ఖనిజాలైన plagioclases, amphiboles, pyroxenes మరియు garnets లలో కుడా లభ్యం.భూమి ఉపరితలపొరలలో ఈ మూలకం లభ్యత పరిమాణం 4.2%
కాల్షియం ఉత్పత్తిలో మొదటి మూడు స్థానాలలో ఉన్నదేసాలు చైనా, సంయుక్త రాష్ట్రాలు, ఇండియా
కాల్షియం తాంతవత ధర్మం గల లోహం. ఇది లేత పసుపు రంగులో ఉండి రెండవ గ్రూపులోని భార మూలకాలైన స్ట్రాన్షియం, బేరియం మరియు రేదియం ధర్మాలతో పోలి ఉంటుంది. కాల్షియం పరమాణువు 20 ఎలక్ట్రాన్లను కలిగి ఉంటుంది. దీని ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం [Ar]4s. ఇతర మూలకాల వలెనే ఇది కూడా ఆవర్తన పట్టికలో రెండవ గ్రూపుకు చెందుతుంది. ఇది రెండు వేలన్సీ ఎలక్ట్రానులను బాహ్య s-ఆర్బిటాల్ లో కలిగి ఉంటుంది. ఇది సులభంగా రెండు ఎలక్ట్రానులను రసాయన చర్యలలో కోల్పోయి ద్విధనావేశం గల కాటయానును ఏర్పరచి స్థిరమైన జడవాయు విన్యాసాన్ని (ఆర్గాన్ విన్యాసాన్ని) పొందుతుంది. అందువలన కాల్షియం ఎల్లప్పుడూ సమ్మేళనాలలో ద్విసంయోజకతను ప్రదర్శిస్తుంది. సాధారణంగా అయానిక బంధాలలో పాల్గొంటుంది. ఊహాత్మకంగా కాల్షియం యొక్క ఏక స్ంయోజత లవణాలు స్థిరత్వాన్ని కలిగి ఉంటాయి కానీ ద్విసంయోజక లవణాల కంటే స్థిరత్వాన్ని కలిగి ఉండలేవు. దీనికి కారణం MX
ఏర్పడటానికి అవసరమయ్యే ఎంథాల్ఫీ ఊహాత్మక MX ఏర్పడుటకు అవసరమయ్యే ఎంథాల్ఫీ కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది. ఎక్కువ ఆవేశం గల Ca కాటయాన్లు ఉహాత్మకమైన Ca కాటయాన్లతో పోల్చినపుడు అత్యధిక లాటిస్ శక్తిని కలిగి ఉండటమే దీనికి కారణం.
కాల్షియం, సీసంకన్న దృఢంగా గట్టిగా ఉండే లోహం అయినప్పటికీ, మృదువైన లోహం.కత్తితో కష్టంమీద కత్తరించవచ్చును. కాల్షియాన్ని కాల్షియం క్లోరైడ్ వంటి లవణాలనుండి విద్యుత్తు విశ్లేషణ ద్వారా వేరు చెయ్యడం జరుగుతుంది. వేరుపడిన వెంటనే కాల్షియంగాలితో సంపర్కం పొందటం వలన మూలకం ఉపరితలం పైన బూడిద-తెలుపు కలయిక రంగుతో ఆక్సైడ్ లేదా నైట్రైడు పొర /పూత ఏర్పడుతుంది. కాల్షియానికి త్వరగా మండే లక్షణం లేనప్పడికి, ఒకసారి మండటం ప్రారంభమైన ప్రకాశవంతంగా కాషాయ–అరుణ వర్ణాలను వెలువరిస్తూ మండుతుంది.కాల్షియం నీటితో చర్యజరిపి హైడ్రోజన్ వాయువును విడుదల చేస్తుంది.కాని చర్య చాలా నెమ్మదిగా జరుగుతుంది.మెత్తటి పుడి /చూర్ణం రూపంలో ఉన్న కాల్షియం యొక్క చర్యావేగం ఎక్కువ. కారణం మూలకంయొక్క, ఎక్కువ ఉపరితలం శ్రీఘ్రంగా నీటితో సంపర్కం పొందటం వలన చర్య త్వరగా జరుగుటం వలన.
కాల్షియం యొక్క సాంద్రత 1.54 గ్రాం./సెం.మీ. క్షారమృత్తిక లోహాలలో తక్కువ సాంద్రత కలిగిన మూలకం కాల్షియం.కాల్షియం కన్న తక్కువ పరమాణు భారం కలిగి ఉన్నప్పటికీమెగ్నీషియం (విశిష్ణ గురుత్వము :1.74) మరియు బెరీలియం (వి.గు :1.84) ల సాంద్రత, కాల్షియం కన్న ఎక్కువ. స్ట్రోన్టియం మొదలు కొని మిగతా క్షారమృత్తిక మూలకాల పరమాణుభారం పెరిగే కొలది వాటి సాంద్రత పెరుగుతుంది. రాగి, అల్యూమినియం మూలకాలకన్న కాల్షియం ఎక్కువ విద్యుత్తు నిరోధకతత్త్వం కలిగి ఉన్నప్పటికీ, లోహాలభారం ప్రకారం లెక్కించిన ఆరెండు మూలకాలకన్న తక్కువసాంద్రత కలిగి ఉండటం వలన, ఆరెండింటి కన్న కాల్షియంమే మంచి వాహకగుణాన్ని కల్గిఉంది. కాని మిగతా రెండులోహాలకన్న గాలితో ఎక్కువ చర్యచెందే లక్షణం కలిగిఉండటం వలన, వాహకంగా దీనికి కొన్ని పరిమితులు ఉన్నాయి.కాల్షియం లవణాలన్ని వర్ణరహితమే. అలాగే కాల్షియంలవణాల ఆయానీకృత ద్రవాలకు రంగు ఉండదు. మానవును దేహంలో పుష్కలంగా లభించే 5 ములకాలలో కాల్షియం ఒకటి.కాల్షియం సెల్లులర్ అయోనిక్ మెసెంజర్‌ (cellular ionic messenger) గా పనిచేయుటతో పాటు మరికొన్ని ముఖ్యమైన దేహచర్యలు నిర్వర్తిస్తుంది.ఎముకల నిర్మాణంలో మూల మూలకం కాల్షియం.
కాల్షియం యొక్క భౌతిక ధర్మాల సమాచార పట్టిక
కాల్షియం మరియు పాస్పేట్‌ల సమ్మేళనం ఫలితంగా ఏర్పడిన హైడ్రోక్సిల్ అపటైట్ (hydroxylapatite) అనేది మానవుల, జంతువుల ఎముకలు మరియు దంతాలలో ఉండే ఖనిజభాగం. కొన్ని రకాలలో ప్రవాళ/పగడాలలో కుడా ఖనిజభాగం హైడ్రోక్సిల్‌అపటైట్‌గా పరివర్తనం చెందును.
కాల్షియం 5 స్థిరమైన ఐసోటోపులను (Ca, Ca, Ca, Ca మరియు Ca) కలిగి ఉంది. అలాగే (Ca) యొక్క అర్ధ జీవితకాలం ఎక్కువ కావున దానిని కుడా స్థిరమైన ఐసోటోపుగా భావించవచ్చును.Ca కాస్మో జేనిక్ మరియు రేడియోఆక్టివ్ ఐసోటోప్ యొక్క అర్ధ జీవితకాలం 103, 000 సంవత్సరాలు. సాధారణ వాతావరణస్థితిలో ఆవిర్భవించె కాస్మోజేనిక్ ఐసోటోప్సుకు భిన్నంగా Ca యొక్క న్యూట్రాన్ ఆక్టివేసన్ వలన Ca ఏర్పడును. స్వాభావికంగా లభించే కాల్షియంలో 97% వరకు Ca ఐసోటోప్ నిర్మాణంలో ఉండును. దీని పరమాణు కేంద్రక భాగంలో 20 ప్రోటాను/ప్రెటోన్ లు మరియు 20న్యూట్రాను/న్యూట్రొన్‌లు ఉండును. సూపర్ నోవా విస్పొటనం చెందినప్పుడు కార్బను వివిధ నిష్పత్తులలో ఇతర ఆల్పా కణాలతో (హీలియం కేంద్రకాలు) సంయోగం చెందటం వలన సాధారణ ఐసోటోపు కలిగిన కాల్షియం మూలకం పుట్టినది.
కొన్ని ఐసోటోపుల జీవితకాలం
IOM ప్రకారం ప్రతి వ్యక్తి తీసుకొను ఆహారంలో ఉండవలసిన కాల్షియం యొక్క ప్రమాణం
కాల్షియం సమతుల్య ఆహారంలో ఉండవలసిన అవసరమైన ఖనిజం. దేహవ్యవస్తలో బలమైన, దృఢమైన ఎముకల నిర్మాణం తొలి (యుక్త) వయస్సులో కలిగిఉండటం, ఆరోగ్యకరమైన మలిజీవితానికి ఆలంబన. దేహం లోని 90 % కాల్షియం ఎముకలు మరియు దంతాల నిర్మాణంలో భాగస్వామ్యం వహించుచున్నది.దేహంలో మిగిలిన కాల్షియం దేహజీవ వ్యవస్థలో ఎక్సోసైటోసిస్, నాడీ ప్రసార వ్యవస్థ, కండరాల సంకోచ వ్యవస్థ, హృదయానికి విద్యుత్తు ప్రసారణ వంటి జీవప్రక్రియలలో ప్రముఖ పాత్ర నిర్వహించుచున్నది. కాల్షియం లోపం వలన ఎముకలు చచ్చుపడి అస్థిమార్దవరోగము (rickets) వ్యాధి రావడం, రక్తం త్వరగా గడ్డ కట్టక పోవడం, స్త్రీలలో రక్త స్రావం అధికంగా కావడం వంటివి చోటు చేసుకోనును.మోనోపాజ్ వయస్సులో ఉన్న స్త్రీలకు ఎముకలు గుల్లబారడం వంటివి చోటు చేసుకోనును. అధిక మోతాదులో తీసుకోవడం కుడా ప్రమాదకరం.రక్తంలో కాల్షియం అధిక మోతాదులో ఉన్నచో మూత్రపిండాలు సరిగా పనిచెయ్యలేని స్థితి ఏర్పడవచ్చును.