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钙元素的发展史?~

元素名称：钙

元素符号：Ca

元素原子量：40.08

元素类型：金属元素

质子数：20

中子数：20

原子序数：20

所属周期：3

所属族数：IIA

电子层分布：2-8-8-2

电子排布式：1s22s22p63s23p64s2

晶体结构：晶胞为面心立方晶胞，每个晶胞含有4个金属原子。

发现人：戴维、贝采利乌斯、蓬丁 发现年代：1808年

发现过程：
1808年5月，英国化学家戴维电解石灰与氧化汞的混合物，得到钙汞合金，将合金中的汞蒸馏后，就获得了银白色的金属钙。瑞典的贝采利乌斯、法国的蓬丁，使用汞阴极电解石灰，在阴极的汞齐中提出金属钙。

元素描述：

银白色的轻金属。质软。密度1.54克/厘米3。熔点839±2℃。沸点1484℃。化合价+2。电离能6.113电子伏特。化学性质活泼，能与水、酸反应，有氢气产生。在空气在其表面会形成一层氧化物和氮化物薄膜，以防止继续受到腐蚀。加热时，几乎能还原所有的金属氧化物。

元素来源：

在自然界分布广，以化合物的形态存在，如石灰石、白垩、大理石、石膏、磷灰石等；也存在于血浆和骨骼中，并参与凝血和肌肉的收缩过程。金属钙可由电解熔融的氯化钙而制得；也可用金属在真空中还原石灰，再经蒸馏而获得。

元素用途：

用来作合金的脱氧剂，以及油类的脱水剂等。

元素辅助资料：

钙是在自然界中分布最广的十个元素之一，但由于它不易从化合物中还原成单质状态，所以迟迟未被发现。

长时期里，化学家们将从含碳酸钙的石灰石焙烧获得的钙的氧化物当作是不可再分割的物质。在1789年拉瓦锡发表的元素表中就列有它。但戴维不顾这些，在1808年开始对氧化钙进行电解。戴维刚开始选用的方法并不理想，所以无法将金属钙分离出来。到1808年5月，戴维从贝齐里乌斯和瑞典皇家医生蓬丁共同电解生石灰和水银的混合物取得钙的实验中获得了启发。他将湿润的生石灰和氧化汞按3比1的比例混合后，放置在一铂片上，与电池的正极相接，然后又在混合物中作一洼穴，灌入水银，插入一铂丝，与电池的负极相接，得到较大量钙汞合金。把钙汞合金经蒸馏后得到了银白色的金属钙。

从此钙被确定为元素，并被命名为calcium，元素符号是Ca。calcium来自拉丁文中表示生石灰的词calx。

人体中的钙

人体是一个有机的生命体，在所有的生命活动过程中，需要有各种物质的参与，这些物质的种类和数量和地球表面的元素组成基本一致。这些元素除碳、氢、氧以有机物的形式存在外，其余的统称矿物质（无机盐）。目前能测定的人体内的无机盐有20余种。

我们身体中的矿物质约占体重的5%，钙约占体重的2%。身体的钙大多分布在骨骼和牙齿中，约占总量锝99%，其余1%分布在血液、细胞间液及软组织中。

下面我们看看钙元素在身体的功能和缺乏症。

1．99%的钙分布在骨骼和牙齿中。
20岁之前是骨骼的生长阶段，长个子的时候。人有两个生长高峰期：1岁以前（儿童缺钙将导致发育迟缓，发育不良。诸如出牙晚、学步晚、鸡胸）和12—14岁（身材矮小、生长痛）。
20岁以后骨质依然在增加。
35—40岁，骨密度达到峰值。
40岁以后骨钙逐渐流失（对老年人将加快骨钙的流失，导致身材变短，骨质疏松和骨质增生）。

2．1%的钙分布在血液、细胞间液及软组织中。保持血钙的浓度对维持人体正常的生命活动有着致关重要的作用。人体有一套机制来维持血钙的浓度。血钙的来源有两个：通过消化道吸收的钙以及骨骼中钙的(骨骼是人体钙的大仓库，当摄入钙不足事，则动用仓库应急）这一切通过甲状旁腺分泌升血钙素和降血钙素来加以调节。

3．缺钙会降低软组织的弹性和韧性。皮肤缺弹性显得松垮，衰老；眼睛晶状体缺弹性，易近视、老花；血管缺弹性易硬化。

4．降低神经细胞的兴奋性，所以说钙是一种天然的镇静剂。缺钙会导致神经性偏头痛（占女性的10%--20%）、烦躁不安、失眠。对婴儿会引起夜惊、夜啼、盗汗。缺钙还会诱发儿童的多动症。

5．强化神经系统的传导功能。比如说你的手碰到一杯水，特别热，很快就放下，这中间就有一个神经系统的运作过程：感受器（皮肤）—传人神经—中枢神经—传出神经—效应器（肌肉）。其中感受和冲动怎样传递给神经细胞，神经细胞又怎样传出去?这中间有一种物质叫做神经递质。钙有助于神经递质的产生和释放。

6．维持肌肉神经的正常兴奋。如血钙增高可抑制肌肉、神经的兴奋性；当血钙低于70mg/L时，神经肌肉的兴奋性升高，出现抽搐。肠激综合症、女孩子痛经，缺钙是一个重要原因。

7．降低（调节）细胞和毛细血管的通透性。缺钙易导致过敏，水肿等。

8．促进体内多种酶的活动。缺钙时，腺细胞的分泌作用减弱。钙还是酶的激活剂。

9．维持酸碱平衡。

10．参与血液的凝固过程。血的凝固是一个复杂的过程，其中一个步骤是：凝血酶原—具有活性的凝血酶，其中需要有钙来激活。

按2004年10月24日国务院新闻办公室新闻发布会材料《中国居民营养与健康现状》，2002年8—12月，由卫生部、科技部和国家统计局牵头，调查总计27万人，全国城乡钙摄入量人均仅为391毫克，相当于推荐摄入量的41/%。

不同年龄缺钙的表现为：
人群 缺钙的表现
儿 童 夜惊、夜啼、烦躁、盗汗、厌食、方颅、佝偻病、骨骼发育不良、免疫力低下、易感染。
青少年 腿软、抽筋、体育成绩不佳、疲倦乏力、烦躁、精力不集中、偏食、厌食、蛀牙、牙齿发育不良、易感冒、易过敏。
青壮年 经常性的倦怠、乏力、抽筋、腰酸背痛、易感冒、过敏。
孕产妇 小腿痉挛、腰酸背痛、关节痛、浮肿、妊娠高血压等。
中老年 腰酸背痛、小腿痉挛、骨质疏松和骨质增生、骨质软化、各类骨折、高血压、心脑血管病、糖尿病、结石、肿瘤等。
人体缺钙会引起哪些疾病？

日常生活中，如果钙摄入不足，人体就会出现生理性钙透支，造成血钙水平下降。当血钙水平下降到一定阈值时，就会促使甲状旁腺分泌甲状旁腺素。甲状旁腺素具有破骨作用，即将骨骼中的钙反抽调出来，藉以维持血钙水平。在缺钙初期，缺钙程度比较轻的时候，只是发生可逆性生理功能异常，如心脏出现室性早博、情绪不稳定、睡眠质量下降等反应。持续的低血钙，特别是中年以后，人体长期处于负钙平衡状态，导致甲状旁腺分泌亢进，首当其冲的是骨骼，由于骨钙持续大量释出，导致骨质疏松和骨质增生。另一方面，在甲状旁腺持续升高的情况下，由于甲状旁腺素具有促使细胞膜上钙通道开启而关不住，以及阻抑钙泵，使钙泵功能减弱，造成细胞内钙含量升高。持续的细胞内高钙，激发细胞像失控的野马，无节制亢进，造成细胞能量耗竭。与此同时，代谢废物又得不到及时消除，便会构成自身伤害，致使细胞趋向反常的钙化衰亡。由于缺钙，导致骨质疏松、骨质增生、儿童佝偻病、手足抽搐症以及高血压、肾结石、结肠癌、老年痴呆等疾病的发生。
现代医学研究证明，缺钙会造成人体生理障碍，进而引发一系列严重疾病。这里我们列举一些与缺钙有关的主要疾病：

高血压 缺钙会造成反常的钙内流，导致钙在血管内壁细胞和平滑肌细胞内反常积贮，引起血管收缩，血管外周阻力增大，血压异常升高。持续的钙内流，促使血管壁弹性纤维和内皮细胞钙化、变性、甚至出现袭痕、断裂。外周阻力进一步增大，血压持续升高。由于血管内壁损伤，脂类通透性增大，血脂浸入血管壁的损伤处，造成胆固醇和其他脂类物质在血管壁上沉积。血管内皮细胞内损伤而分泌内皮素和某些激活因子，引起血小板和白细胞在血管壁上粘附、聚集。血管内皮细胞的损伤，又激活补偿性生理反应，促使血管平滑肌和成纤维细胞反常增生和内膜下移位，致使动脉管壁增厚、变硬，于是层层叠叠、大大小小的动脉粥样硬化形成了。研究表明，对于某些高血压病人来说，不用药物而是增加钙制剂的量，有助于控制高血压。美国南加利福尼亚大学医学院的预防医学副教授杰姆斯·德威尔对国家统计中心为期13年的调查结果进行计算，发现每天用钙量为1300毫克的人比每天用钙量为300毫克的人患高血压的比例低12％。

冠心病 许多研究表明，钙还能降低血中胆固醇的浓度，从而起到保护心脏的作用。有人观察，让胆固醇含量较高的男子食用含钙量低的食物10天（每天410毫克钙），检查他们胆固醇含量；然后再让他们吃含钙量高的食物（每天2200毫克钙）。结果高钙食物能减少胆固醇总量6％，其中低密度脂蛋白减少11％，而对人体有益的高密度脂蛋白数量则保持不变。专家认为，长时期严重缺钙会引发冠心病。

尿路结石 多年来，医生告诉肾结石病人限制食用钙，理由是钙为结石的一种主要成分。但是，美国哈佛大学的医学专家经过多年研究后发现，这可能是人类在认识上的一个大错误。他们提出，减少肾结石危险的方法恰恰是增加钙摄入量。大家知道，饮食中，特别是蔬菜中含有大量草酸盐，一般情况下，草酸盐在肠道内与钙结合成草酸钙随粪便排出。如果饮食中钙的摄入不足，就会使多余草酸盐经肠腔吸收而进入血液，最终由肾脏提出。如果人体长期处于负钙平衡状态，肾脏细胞不可避免会出现细胞反常钙内流损伤，肾脏回吸收功能减退，尿钙排出增多。高钙尿液与尿中草酸盐结合，形成大大小小草酸钙结石。如果不忌钙，而是采取补钙措施，尤其是补充水溶性钙剂，那么，在胃肠道中与饮食中草酸盐结合成草酸钙随粪便排出。另外，补充足量的钙可扭转负钙平衡，肾脏回吸收功能正常，尿钙排出减少，结石的可能性也减少。

结（直）肠癌 高脂饮食会过度刺激胆汁的分泌，过量的脂肪酸和胆汁酸是引起结（直）肠细胞癌变的触发剂。有研究证明，患有结肠直肠癌的病人，血清胆汁酸的含量比正常人高出1倍左右，而癌变细胞中胆汁酸含量比正常细胞高3倍以上。如果用高胆汁酸的饲料喂小白鼠，结（直）肠癌的发生率明显增加。如果补充足量的碳酸钙，钙离子与脂肪酸和胆汁酸结合，形成不溶性脂肪酸钙和胆汁酸钙随粪便排出，从而消除癌变的触发因子，就能阻抑肠细胞癌变。

手足搐搦症 这种疾病是因婴幼儿体内缺少维生素D而使肠道对钙、磷的吸收发生障碍。另外由于甲状旁腺未能及时分泌更多甲状旁腺素，以致血钙降低，引起神经肌肉的兴奋性增高，出现全身惊厥、手足痉挛和喉痉挛，常伴发阵发性呼吸暂停和短时间窒息，引起缺血缺氧性脑损伤。据医学观察，大脑神经对缺血缺氧最为敏感，窒息10秒钟，神经功能开始出现障碍；窒息数分钟，就会出现血管神经不可逆转的损伤，轻则影响孩子智力，重则导致低能、痴呆。所以，做好手足搐搦症的预防工作是十分重要的，不管是母乳喂养还是人工喂养的孩子，都必须补充足够量的钙。除了补钙外，还要增加户外活动，多晒太阳和补充适量维生素D，以预防手足搐搦症的发生。

骨质疏松 人体长期缺钙而引起负钙平衡的另一个严重后果——骨质疏松。很多研究表明，增加钙的摄入量对骨质损耗有着重要减缓作用，在减少由骨质疏松引起的骨折率方面也有着重要作用，特别在食用钙的同时服用维生素D，效果尤其明显。很多专家认为，补钙应在青春期就开始，这时候骨质正在形成，效果会更好。

据华东医院和上海市老年医学研究所一项较大规模的流行病学调查显示，上海地区骨质疏松症发生率，男性为20．1％，女性为48．1％，其中60岁以上男性为24．9％，女性为75．7％。骨质疏松症已经在上海悄然流行，并已成为威胁上海老年人，特别是老年妇女健康的一大危害。随着平均期望寿命延长，老年人越来越多，骨质疏松的危害将会越来越突出。

骨质疏松症早期往往没有症状和体征，X线检查又不易发现，所以长期来不被人们注意。即使病情加重，主要表现是骨痛和骨质增生，常常不被医生所认识，往往错诊为腰肌劳损，或是关节炎。随着病情加重，骨量丢失到骨峰值的30％——50％时，骨骼变脆，稍有不慎就可造成骨折。据报告，上海市老年人骨折累计发生率，城市高达16．5％，农村6．9％。这种骨折往往又难愈合，常因久卧不起，并发褥疮或坠积性肺炎，严重者甚至会因此而丧生。

仅仅依靠日常饮食，很难达到医生建议的钙摄入量。

起源简介

现代化学的元素周期律是1869年得米特里·门捷列夫首创的。1913年英国科学家莫色勒利用阴极射线撞击金属产生X射线，发现原子序越大，X射线的频率就越高，因此他认为核的正电荷决定了元素的化学性质，并把元素依照核内正电荷(即质子数或原子序)排列，经过多年修订后才成为当代的周期表。常见的元素周期表为长式元素周期表。在长式元素周期表中，元素是以元素的原子序排列，最小的排行最先。表中一横行称为一个周期，一列称为一个族,最后有两个系。 除长式元素周期表外，常见的还有短式元素周期表，螺旋元素周期表，三角元素周期表等。
道尔顿提出科学原子论后，随着各种元素的相对原子质量的数据日益完善和原子价(化合价)概念的提出，就使元素相对原子质量与性质(包括化合价)之间的联系显露出来。德国化学家德贝莱纳就提出了“三元素组”观点。他把当时已知的54种元素中的15种，分成5组，每组的三种元素性质相似，而且中间元素的相对原子质量等于较轻和较重的两个元素相对原子质量之和的一半。例如钙、锶、钡，性质相似，锶的相对原子质量大约是钙和钡的相对原子质量之和的一半。法国矿物学家尚古多提出了一个“螺旋图”的分类方法。他将已知的62种元素按相对原子质量的大小顺序，标记在绕着圆柱体上升的螺旋线上，这样某些性质相近的元素恰好出现在同一母线上。这种排列方法很有趣，但要达到井然有序的程度还有困难。另外尚古多的文字也比较暧昧，不易理解，虽然是煞费苦心的大作，但长期未能让人理解。英国化学家纽兰兹把当时已知的元素按相对原子质量大小的顺序进行排列，发现无论从哪一个元素算起，每到第八个元素就和第一一个元素的性质相近。这很像音乐上的八度音循环，因此，他干脆把元素的这种周期性叫做“八音律”，并据此画出了标示元素关系的“八音律”表。显然，纽主兰兹已经下意识地摸到了“真理女神"的裙角，差点就揭示元素周期律了。不过，条件限制了他做进一步的探索，因为当时相对原子质量的测定值有错误，而且他也没有考虑到还有尚未发现的元素，只是机械地按当时的相对原子质量大小将元素排列起来，所以他没能揭示出元素之间的内在规律。他的“八音律”在英国化学学会上受到了嘲弄，主持人以不无讥讽的口吻问道：“你为什么不按元素的字母顺序排列?那样，也许会得到更加意想不到的美妙效果。”德国化学家迈耶尔借鉴了德贝莱纳、纽兰兹等人的研究成果，从化合价和物理性质方面人手，去探索元素间的规律。在他的《近代化学理论》一书中，刊登了元素周期表，表中列出了28个元素，他们按相对原子质量递增的顺序排列，一共分成六族，并给出了相应的原子价是4、3、2、1、1、2。1868年，发表了第二张周期表，增加了24个元素和9个纵行，并区分了主族和副族。迈耶尔的第三张元素周期表发表于1870年，他采用了竖式周期表的形式，并且预留了一些空位给有待发现的元素，但是表中没有氢元素。可以说，迈耶尔已经发现了元素周期律。


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发展历史
元素周期律的发现是许多科学家共同努力的结果
1789年，安托万-洛朗·拉瓦锡出版的《化学大纲》中发表了人类历史上第一张《元素表》，在该表中，他将当时已知的33种元素分四类。 1829年，德贝莱纳在对当时已知的54种元素进行了系统的分析研究之后，提出了元素的三元素组规则。他发现了几组元素，每组都有三个化学性质相似的成员。并且，在每组中，居中的元素的原子量，近似于两端元素原子量的平均值。
1850年，德国人培顿科弗宣布，性质相似的元素并不一定只有三个；性质相似的元素的原子量之差往往为8或8的倍数。
1862年，法国化学家尚古多创建了《螺旋图》，他创造性地将当时的62种元素，按各元素原子量的大小为序，标志着绕着圆柱一升的螺旋线上。他意外地发现，化学性质相似的元素，都出现在同一条母线上。
1863年，英国化学家欧德林发表了《原子量和元素符号表》，共列出49个元素，并留有9个空位。 上述各位科学家以及他们所做的研究，在一定程度上只能说是一个前期的准备，但是这些准备工作是不可缺少的。而俄国化学家门捷列夫、德国化学家迈尔和英国化学家纽兰兹在元素周期律的发现过程中起了决定性的作用。
1865年，纽兰兹正在独立地进行化学元素的分类研究，在研究中他发现了一个很有趣的现象。当元素按原子量递增的顺序排列起来时，每隔8个元素，元素的物理性质和化学性质就会重复出现。由此他将各种元素按着原子量递增的顺序排列起来，形成了若干族系的周期。纽兰兹称这一规律为“八音律”。这一正确的规律的发现非但没有被当时的科学界接受，反而使它的发现者纽兰兹受尽了非难和侮辱。直到后来，当人人已信服了门氏元素周期之后才警醒了，英国皇家学会对以往对纽兰兹不公正的态度进行了纠正。门捷列夫在元素周期的发现中可谓是中流砥柱，不可避免地，他在研究工作中亦接受了包括自己的老师在内的各个方面的不理解和压力。
门捷列夫出生于1834年，俄国西伯利亚的托博尔斯克市，他出生不久，父亲就因双目失明出外就医，失去了得以维持家人生活的教员职位。门捷列夫14岁那年，父亲逝世，接着火灾又吞没了他家中的所有财产，真是祸不单行。1850年，家境困顿的门捷列夫藉着微薄的助学金开始了他的大学生活，后来成了彼得堡大学的教授。
幸运的是，门捷列夫生活在化学界探索元素规律的卓绝时期。当时，各国化学家都在探索已知的几十种元素的内在联系规律。
1865年，英国化学家纽兰兹把当时已知的元素按原子量大小的顺序进行排列，发现无论从哪一个元素算起，每到第八个元素就和第一个元素的性质相近。这很像音乐上的八度音循环，因此，他干脆把元素的这种周期性叫做“八音律”，并据此画出了标示元素关系的“八音律”表。
显然，纽兰兹已经下意识地摸到了“真理女神”的裙角，差点就揭示元素周期律了。不过，条件限制了他作进一步的探索，因为当时原子量的测定值有错误，而且他也没有考虑到还有尚未发现的元素，只是机械地按当时的原子量大小将元素排列起来，所以他没能揭示出元素之间的内在规律。
可见，任何科学真理的发现，都不会是一帆风顺的，都会受到阻力，有些阻力甚至是人为的。当年，纽兰兹的“八音律”在英国化学学会上受到了嘲弄，主持人以不无讥讽的口吻问道：“你为什么不按元素的字母顺序排列?”
门捷列夫顾不了这么多，他以惊人的洞察力投入了艰苦的探索。直到1869年，他将当时已知的仍种元素的主要性质和原子量，写在一张张小卡片上，进行反复排列比较，才最后发现了元素周期规律，并依此制定了元素周期表。
元素周期表的发现，是近代化学史上的一个创举，对于促进化学的发展，起了巨大的作用。看到这张表，人们便会想到它的最早发明者——门捷列夫。

Ca元素的发展史

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稀土发现
稀土一词是历史遗留下来的名称。稀土元素（Rare Earth
Element）是从18世纪末叶开始陆续发现，当时人们常把不溶于水的固体氧化物称为土。稀土一般是以氧化物状态分离出来的，又很稀少，因而得名为稀土（Rare
Earth，简称RE或R）。
这些稀土元素的发现，从1794年芬兰人加多林（J。Gadolin）分离出钇到1947年美国人马林斯基（J。A。Marinsky）等制得钷，历时150多年。其中大部分稀土元素是欧洲的一些矿物学家、化学家、冶金学家等发现制取的。钷是美国人马林斯基、格兰德宁（L。E。Glendenin）和科列尔（C。D。Coryell）用离子交换分离，在铀裂变产物的稀土元素中获得的。过去认为自然界中不存在钷，直到1965年，芬兰一家磷酸盐工厂在处理磷灰石时发现了痕量的钷。

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