סידן

סידן

סקנדיום - סידן - אשלגן
Mg Ca Sr       20 Ca                                                                                                                                                                                                                                                                                           הטבלה המחזורית
נתונים בסיסיים
מספר אטומי	20
סמל כימי	Ca
סדרה כימית	מתכת אלקלית עפרורית
מראה
אפור
תכונות אטומיות
משקל אטומי	40.078 u
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)

סִידָן (Calcium) הוא יסוד מתכתי ממשפחת המתכות האלקליות העפרוריות שסמלו הכימי Ca ומספרו האטומי 20.

הסידן הוא מינרל חשוב המשתתף בתהליכים ביולוגיים רבים, החל מהפעלת שרשרת מעבר אותות ועד להפעלת אנזימים חשובים. הוא אחד מהיסודות האחראיים על כיווץ השרירים והוא מינרל הכרחי לגוף. רמות הסידן בגוף מבוקרות בקפידה.

תכונות

הסידן הוא מתכת אלקלית עפרורית רכה שצבעה אפור. סידן מתלקח בלהבה אדומה ובחשיפה לאוויר פני השטח מגיבים עם החנקן האטמוספירי ויוצרים שכבה דקה של סידן ניטרידי (Ca₃N₂₎. סידן מגיב עם מים תוך פליטת מימן ויצירת סידן הידרוקסידי ₂(Ca(OH.

שימושים

מלחי סידן רבים הם חומרים ידועים שבהם משתמשים בחיי היום-יום: גיר (לסימון) וגבס (סידן גופרתי), אבן גיר (סידן פחמתי), סיד (סידן חמצני; קרוי גם ליים) ועוד. שימושים נוספים:

• סידן הוא מרכיב בייצור מלט וטיח בתעשיית הבנייה.
• לסידן חשיבות במיצוי מתכות כמו אורניום, צירקוניום ותוריום.
• סידן הוא מרכיב בייצור סגסוגות שונות ועוזר לסלק חמצן, גופרית ופחמן מסגסוגות.

היסטוריה

הסידן הוכר כבר במאה ה-1 על ידי הרומאים, שהיו משתמשים בו כסיד. הסידן בודד לראשונה מצורתו המתכתית בבריטניה על ידי הכימאי הבריטי האמפרי דייווי ב-1808 באלקטרוליזה של תערובת סידן חמצני (CaO) וכספית חמצנית (HgO).

צורה בטבע

הסידן הוא היסוד החמישי הכי נפוץ בקרום כדור הארץ. צורתו השכיחה ביותר היא אבן הגיר. נוכחות של אבן גיר באזור גאוגרפי מסוים מעידה בדרך-כלל על כך שבעבר הרחוק היה האזור מכוסה ים; מרבצי אבן הגיר מורכבים ממיליוני אורגניזמים ימיים שהתפרקו ושקעו לקרקעית הים. עובדה זו מעידה על השכיחות הרבה של הסידן בגופם של יצורים חיים.

תרכובות

סיד (סידן חמצני - CaO) משמש בהרבה בתי זיקוק כימיים והוא מופק בחימום ללא הוספת מים. הוספת מים יוצרת Ca(OH)₂. כשסיד מעורבב עם חול הוא מתקשה והופך למלט תוך קליטת פחמן דו-חמצני.

איזוטופים

לסידן 6 איזוטופים יציבים, ⁴⁰Ca ו-⁴¹Ca הרדיואקטיבי עם זמן מחצית חיים של 103,000 שנים מופיעים בטבע. 97% מהסידן בטבע הוא ⁴⁰Ca. איזוטופ זה הוא לעיתים תוצר דעיכה של ⁴⁰K, או ⁴⁰Ar. 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 של נוקלאוטידים (20 פרוטונים ו-28 נייטרונים) בקליפות הגרעיניות, דבר ההופך אותו ליציב במיוחד. הפגזת פלוטוניום-244 (94 פרוטונים) בגרעין סידן-48, איפשרה ליצור את האטומים של היסוד פלרוביום (Z=114).

באורגניזמים

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^{[דרושה הבהרה]} בחרקים^{[דרוש מקור]} 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 (המופיעים בצורתם הקטיונית Ca⁺²) מסוגלים להיכנס אל התא ולצאת ממנו דרך משאבות ותעלות הנמצאות בקרום התא. כניסה ויציאה של יוני ה-Ca⁺² גורמות להתנעתם או להפסקתם של שלל תהליכים בתא: התכווצות מכנית (בתאי שריר בבעלי חיים, למשל), הפרשת חומרים מהתא, העברת אות חשמלי לתא שכן (בנוירונים, תאי העצב בבעלי חיים, למשל) ועוד.

מעכבים ומשפרי ספיגה

קיימים מספר יסודות המעכבים את ספיגת הסידן בגוף (משום שהם נקשרים אליו ומורידים את ספיגתו), בהם זרחן, אשר נוכחות גבוהה שלו הוכחה כפוגעת בבניית עצם בחולדות (חומצה זרחתית נמצאת באחוזים גבוהים במשקאות מוגזים), מגנזיום^{[דרוש מקור: לא ההיפך?]}, ברזל עודף מתוספי מזון (לא ממזון) ומנגן^{[דרוש מקור]}. בנוסף, ככל שרמת הסידן בגוף גבוהה יותר, כך מידת הספיגה שלו יורדת 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 ידי ויטמין D, והשני, דרך מעבר פסיבי תלוי ריכוזים. ויטמינים נוספים אשר תורמים לספיגת סידן הם ויטמין C וויטמין A. ישנו קשר מובהק בין ספיגת הסידן וכמות האשלגן בדם. חלק מתוספי הסידן צריכים להימצא בסביבה חומצית על מנת להיספג, אך נכון להיום לא קיימות עדויות המוכיחות כי סידן מסיס נספג טוב יותר מסידן שאינו מסיס. סידן מסיס (ציטרט) נספג טוב יותר מסידן שאינו מסיס (קרבונט) כאשר חומציות הקיבה נמוכה.

סידן יכול להופיע כמלחים שונים, מתוכם שלושת המלחים העיקריים המשמשים כתוסף תזונה הם סידן קרבונט, סידן ציטראט וסידן גלוקונט. סידן קרבונט נחשב לבעל העלות/תועלת הגבוהה ביותר, כיוון שעלותו היא הנמוכה ביותר מבין תוספי הסידן וספיגתו קרובה מאוד לזו של התוספים היקרים יותר.

באדם

ערך מורחב – משק הסידן

מאגר יוני הסידן הנמצא בסביבה החיצונית של תאי הגוף באדם מגיע מן העצמות דרך מחזור הדם. הבקרה על משק הסידן, ובכלל זה כמות הסידן הנפלטת מהעצמות אל הדם, נעשית על ידי הפאראתירואיד ועל ידי מספר אזורים^{[דרושה הבהרה]} במוח^{[דרוש מקור]}.

בתזונה

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 ולבעיות נוירולוגיות (כגבול עליון נחשבת צריכה של מעל 2,500 מ"ג ליום). חסרים בסידן לאורך זמן עלולים להוביל למחלת הרככת (ובמבוגרים - לאוסטאומלציה, להבדיל ממחלת דלדול עצם - אוסטאופורוזיס). מסיבות אלו חשוב להקפיד על צריכה סדירה ונכונה של סידן לאורך החיים.

צריכה יומית מומלצת

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

מוצרים עתירי סידן

מוצרי חלב כמו חלב וגבינה, הם המקורות המוכרים ביותר לצריכת סידן (כך לדוגמה חלב מכיל 100-120 מ"ג סידן ל-100 מ"ל). גבינות מסוימות (כמו גבינה צהובה) עשירות מאוד בסידן ויכולות להגיע לכמות של 850 מ"ג סידן ל-100 גרם.

מקורות אחרים לסידן כוללים (למאה גרם מוצר):

• טחינת שומשום (70-200 מ"ג) וטחינה משומשום מלא (500–900 מ"ג)
• דגים בעלי עצמות רכות כמו סרדינים וטונה (משומרת עם עצמות) (443 מ"ג)
• טופו ומוצרי סויה (100-130 מ"ג)
• מאכלי ים כגון צדפות וחסילונים
• אצות ים שונות (כ-150 מ"ג)
• אגוזים וגרעינים ושקדים (100–240 מ"ג)
• קטניות כמו שעועית, עדשים, חומוס
• שיבולת-שועל (כ-240 מ"ג)
• חיטה מלאה
• ביצה (כ-25 מ"ג) רוב הסידן של הביצה נמצא בקליפת הביצה.

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"ל משקה.

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא סידן בוויקישיתוף

• סידן ב-Webelements (באנגלית)
• מידע מקיף על סידן באתר healtip
• science/calcium-ion סידן, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)
• סידן, דף שער בספרייה הלאומית