Jaksollinen järjestelmä›Alkuaineet›Kalsium

Alkuaine · viitesivu

20Ca

Kalsium

Kalsium on järjestysluvun 20 alkuaine (Ca). Se sijaitsee jaksossa 4, ryhmässä 2 ja s-lohkossa. Huoneenlämmössä vertailuolomuoto on kiinteä. Elektronikonfiguraatio on [Ar] 4s2.

Järjestysluku20

Standardiatomipaino40.078(4)

Ryhmä2

Jakso4

Lohkos

Elektronikonfiguraatio[Ar] 4s2

Elektronirakenne

Mikä ohjaa kemiallista käyttäytymistä

Ryhmän 2 ulompi elektronirakenne päättyy s²-konfiguraatioon. Kahden valenssielektronin luovuttaminen johtaa tavallisesti +2-ioneihin.

Tämän atomin elektronikonfiguraatio on [Ar] 4s2. Valenssielektronien määrä ja energia määräävät, miten atomi sitoutuu ja millaisia ionisia tai kovalenttisia rakenteita se voi muodostaa.

Kemialliset muodot

Yhdisteet, ionit ja materiaalit

Kalsium-alkuaineelle hapetusluku +2 on hallitseva. Oksidit, hydroksidit, halogenidit, karbonaatit ja sulfaatit ovat tavallisia yhdisteryhmiä.

Fysikaalinen käyttäytyminen

Olomuoto ja faasimuutokset

Huoneenlämmössä vertailuolomuoto on kiinteä. Ilmoitettu tiheys on 1.55 g/cm³. Sulamispiste on 1 115 K (841.9 °C). Kiehumispiste on 1 757 K (1 484 °C). Paine, puhtaus ja kiderakenne voivat vaikuttaa mitattuihin fysikaalisiin ominaisuuksiin.

Esiintyminen ja käyttö

Missä alkuainetta esiintyy ja käytetään

Käytännössä kalsium liittyy erityisesti seuraaviin yhteyksiin: luut ja hampaat, sementti, kalkki ja biologia.

Käytännössä

Konkreettisia käyttökohteita

Luut ja hampaat

Kalsiumia sisältävät mineraalifaasit antavat luille ja hampaille kovuutta ja rakenteellista lujuutta.

Sementti

Kalsiumyhdisteet kuuluvat sementin keskeisiin mineraalifaaseihin ja reaktioihin, joiden seurauksena sementtipasta kovettuu.

Kalkki

Yksi käytännön yhteys on kalkki. Alkuaineen tarkka rooli riippuu käytetystä kemiallisesta muodosta, seoksesta, materiaalista tai isotoopista.

Biologia

Kalsium-alkuaineen merkitys tässä yhteydessä riippuu sen kemiallisesta muodosta tai käytetystä isotoopista. Alkuaineen biologiset ja tekniset roolit on erotettava toisistaan.

Paikka jaksollisessa järjestelmässä

Mitä naapurialkuaineet kertovat

Kalsium sijaitsee jaksossa 4 ja ryhmässä 2. Todelliset naapurialkuaineet auttavat vertaamaan atomikokoa, ionisaatioenergiaa, elektronirakennetta ja sidostapoja jaksollisen järjestelmän sisällä. Tässä lähialueessa näkyvät esimerkiksi Natrium, Magnesium, Kalium, Skandium.

Viitearvot

Fysikaaliset ja atomitason ominaisuudet

Luokitusmaa-alkalimetalli

Olomuoto huoneenlämmössäkiinteä

Elektronikuoret2 · 8 · 8 · 2

Tiheys1.55 g/cm³

Sulamispiste1 115 K (841.9 °C)

Kiehumispiste1 757 K (1 484 °C)

Paulingin elektronegatiivisuus1

Ensimmäinen ionisaatioenergia589.8 kJ/mol

Elektroniaffiniteetti2.37 kJ/mol

Arvot kuvaavat alkuainetta tai neutraalia atomia silloin, kun se on tarkoituksenmukaista. Fysikaaliset arvot voivat riippua allotroopista, paineesta ja mittausolosuhteista.

Historia

Löytäminen ja tunnistaminen

Tämän alkuaineen löytäminen yhdistetään henkilöön tai ryhmään Humphry Davy. Uuden alkuaineen tunnistaminen, puhtaan näytteen eristäminen ja myöhempi järjestyslukuun 20 perustuva luokittelu eivät aina tapahtuneet samanaikaisesti.

Isotoopit ja atomipaino

Miten isotooppikoostumus vaikuttaa lukuihin

Standardiatomipaino on 40.078(4). Se kuvaa luonnollisen maanpäällisen aineen isotooppikoostumuksen painotettua keskiarvoa, ei yhden tietyn atomin massaa.

Tällä alkuaineella on vähintään yksi pysyvä isotooppi. Isotoopeilla on sama protonien määrä mutta eri neutronien määrä, joten ne ovat sama alkuaine mutta niiden atomimassat eroavat.

Turvallisuus

Käsittely ja altistuminen

Turvallisuus riippuu kemiallisesta muodosta, annoksesta ja altistusreitistä. Puhdas alkuaine, ionit ja yhdisteet voivat vaikuttaa elimistöön ja ympäristöön hyvin eri tavoin, joten käytettävän aineen omat turvallisuustiedot on tarkistettava.