Element químic · fitxa de referència
20Ca

Calci

El calci és l’element 20 (Ca), situat al període 4, grup 2 i bloc s. A temperatura ambient, el seu estat de referència és sòlid. La seva configuració electrònica és [Ar] 4s2.

Nombre atòmic20
Pes atòmic estàndard40.078(4)
Grup2
Període4
Blocs
Configuració electrònica[Ar] 4s2
Estructura electrònica

Què determina la seva química

Els metalls alcalinoterris tenen dos electrons de valència. La pèrdua de tots dos condueix a l’ió +2, característic de bona part dels seus compostos.

La configuració [Ar] 4s2 s’ha de relacionar amb una energia d’ionització més gran que la dels alcalins veïns. Els seus compostos apareixen amb freqüència com òxids, carbonats, sulfats o halurs.

Formes químiques

Compostos, ions i materials

El calci apareix sobretot com a ió +2. Els compostos més habituals inclouen òxids, hidròxids, carbonats, sulfats i halurs; el metall lliure no sol trobar-se a la natura.

Comportament físic

Estat i canvis de fase

A temperatura ambient, l’estat de referència és sòlid. La densitat indicada és 1.55 g/cm³. El punt de fusió és 1 115 K (841.9 °C). El punt d’ebullició és 1 757 K (1 484 °C). La pressió, la puresa i l’estructura cristal·lina poden modificar els valors mesurats.

Presència i aplicacions

On es troba el calci i per a què s’utilitza

A la pràctica, el calci es troba, es produeix o s’utilitza en àmbits com ossos i dents, ciment, calç i biologia. La forma química o isotòpica concreta en determina la funció.

A la pràctica

Exemples d’usos reals

Ossos i dents

El calci i el fòsfor formen part dels minerals que aporten rigidesa a ossos i dents.

Ciment

Compostos de calci formen part de matèries primeres o fases minerals importants en ciments i materials de construcció.

Calç

El calci forma part de la calç i de materials derivats utilitzats en construcció, tractament d’aigües i processos químics.

Biologia

El calci participa en estructures biològiques, enzims, transferència d’electrons o metabolisme, segons la forma química present.

Posició periòdica

Què indiquen els elements veïns

El calci és al període 4, grup 2 i bloc s. A l’entorn mostrat apareixen elements veïns reals com sodi, magnesi, potassi, escandi i rubidi. Comparar-los ajuda a observar tendències de mida atòmica, energia d’ionització, estats d’oxidació i tipus d’enllaç.

Dades de referència

Propietats físiques i atòmiques

Classificaciómetall alcalinoterri
Estat a temperatura ambientsòlid
Capes electròniques2 · 8 · 8 · 2
Densitat1.55 g/cm³
Punt de fusió1 115 K (841.9 °C)
Punt d’ebullició1 757 K (1 484 °C)
Electronegativitat de Pauling1
Primera energia d’ionització589.8 kJ/mol
Afinitat electrònica2.37 kJ/mol

Els valors descriuen l’element o l’àtom neutre quan correspon. Les propietats físiques poden dependre de l’al·lòtrop, la pressió i les condicions de mesura.

Història

Descobriment i identificació

El descobriment del calci s’associa a Humphry Davy. El reconeixement de l’element, l’aïllament d’una mostra i la identificació moderna mitjançant el nombre atòmic no sempre van tenir lloc al mateix temps.

Isòtops i pes atòmic

Com afecta els valors la composició isotòpica

El pes atòmic estàndard és 40.078(4). Aquest valor representa la composició isotòpica del material terrestre natural i no la massa d’un únic àtom concret.

El calci té almenys un isòtop estable. Els isòtops tenen el mateix nombre de protons i pertanyen al mateix element, però difereixen en el nombre de neutrons i en la massa atòmica.

Seguretat

Manipulació i exposició

Els riscos associats al calci depenen de la forma química, la dosi i la via d’exposició. L’element, els seus ions i els seus compostos poden tenir efectes biològics i ambientals molt diferents; cal consultar les dades de seguretat de la substància que es manipula.