Химичен елемент · справочна страница

20Ca

Калций

Калций е химичен елемент с атомен номер 20 (Ca), разположен в период 4, група 2 и блок s. Референтното агрегатно състояние при стайна температура е твърдо. Електронната конфигурация е [Ar] 4s2.

Атомен номер20

Стандартна атомна маса40.078(4)

Група2

Период4

Блокs

Електронна конфигурация[Ar] 4s2

Електронна структура

Какво определя химичното поведение

Външната електронна конфигурация завършва със s². Отделянето на двата валентни електрона води до йон с заряд +2 — характерното йонно състояние на алкалоземните метали.

В сравнение с металите от група 1 двуелектронната външна обвивка променя йонизационните енергии, свързването и реактивността. В природата съединенията им обикновено се срещат като оксиди, карбонати, сулфати или халогениди, а не като свободни метали.

Химични форми

Съединения, йони и материали

Доминира степента на окисление +2. Оксидите, хидроксидите, халогенидите, карбонатите и сулфатите са чести групи съединения на калций, като разтворимостта и термичната им стабилност се изменят закономерно надолу по група 2.

Физично поведение

Агрегатно състояние и фазови преходи

Референтното агрегатно състояние при стайна температура е твърдо. Посочената плътност е 1.55 g/cm³. Температурата на топене е 1 115 K (841.9 °C). Температурата на кипене е 1 757 K (1 484 °C). Налягането, чистотата и кристалната структура могат да променят измерените физични свойства.

Разпространение и приложения

Къде се среща калций и за какво се използва

На практика калций се среща в приложения като bones, teeth, Цимент, Вар и Биология.

На практика

Конкретни примери за приложение

Кости и зъби

Минерални фази, богати на калций, осигуряват твърдост и структурна опора на костите и зъбите.

Цимент

Съединенията на калций участват в минералните фази и реакциите, които определят свойствата на цимента и бетона.

Вар

Съединенията на калций са основни за производството на вар и за реакции, използвани в строителството, металургията и пречистването на околната среда.

Биология

Йони или съединения на Калций участват в биологични структури, ензими, клетъчно сигнализиране или метаболизъм.

Положение в периодичната система

Какво показват съседните елементи

Калций е в период 4 и група 2. В показаната област той се намира между калий и скандий в същия период; магнезий е над него, а стронций е под него в същата група. Тези позиции позволяват сравнение на атомния размер, йонизационната енергия и химичното свързване със съседните елементи.

Справочни данни

Физични и атомни свойства

Класификацияалкалоземен метал

Агрегатно състояние при стайна температуратвърдо

Електронни слоеве2 · 8 · 8 · 2

Плътност1.55 g/cm³

Температура на топене1 115 K (841.9 °C)

Температура на кипене1 757 K (1 484 °C)

Електроотрицателност по Полинг1

Първа йонизационна енергия589.8 kJ/mol

Електронен афинитет2.37 kJ/mol

Стойностите се отнасят за елемента или за неутралния атом, когато това е приложимо. Физичните данни могат да зависят от алотропната форма, налягането и условията на измерване.

История

Откриване и идентифициране

Откриването на калций се свързва с Humphry Davy. Разпознаването на елемента, изолирането на чиста проба и определянето на съвременния му атомен номер не е задължително да са станали едновременно.

Изотопи и атомна маса

Как изотопният състав променя числените стойности

Стандартната атомна маса е 40.078(4). Тази стойност се отнася за изотопния състав на естествен земен материал, а не за масата на един конкретен атом.

Калций има поне един стабилен изотоп. Различните изотопи имат еднакъв брой протони и затова принадлежат към един и същ химичен елемент, но се различават по броя на неутроните и атомната маса.

Безопасност

Работа и експозиция

Рисковете, свързани с калций, зависят от химичната форма, дозата и пътя на експозиция. Чистият елемент, неговите йони и съединения могат да имат много различни биологични и екологични ефекти, затова данните за безопасност трябва да се проверяват за конкретното използвано вещество.