Kémiai elem · adatlap

20Ca

Kalcium

A kalcium 20 rendszámú kémiai elem (Ca), a 4. periódus 2. csoportjában, az s-mezőben található. Szobahőmérsékleten a referencia szerinti halmazállapot: szilárd. Elektronkonfigurációja: [Ar] 4s2.

Rendszám20

Standard atomtömeg40.078(4)

Csoport2

Periódus4

Mezős

Elektronkonfiguráció[Ar] 4s2

Elektronszerkezet

Mi határozza meg a kémiai viselkedését

A külső elektronkonfiguráció s²-re végződik. Két vegyértékelektron eltávolításakor +2 töltésű ion keletkezik, ami az alkáliföldfémek jellegzetes ionállapota.

Az 1. csoport fémeihez képest a két elektront tartalmazó külső héj módosítja az ionizációs energiát, a kötésviszonyokat és a reakciókészséget. A természetben vegyületeik többnyire oxidok, karbonátok, szulfátok vagy halogenidek formájában fordulnak elő, nem szabad fémként.

Kémiai formák

Vegyületek, ionok és anyagok

A +2 oxidációs állapot dominál. A kalcium gyakori vegyületcsaládjai az oxidok, hidroxidok, halogenidek, karbonátok és szulfátok; oldhatóságuk és hőstabilitásuk a 2. csoportban lefelé haladva szabályosan változik.

Fizikai viselkedés

Halmazállapot és fázisátalakulások

A referencia szerinti halmazállapot szobahőmérsékleten szilárd. A megadott sűrűség 1.55 g/cm³. Az olvadáspont 1 115 K (841.9 °C). A forráspont 1 757 K (1 484 °C). A nyomás, a tisztaság és a kristályszerkezet módosíthatja a mért fizikai tulajdonságokat.

Előfordulás és felhasználás

A kalcium előfordulása és felhasználása

A gyakorlatban a kalcium többek között a következő területeken jelenik meg: bones, teeth, Cement, Mész és Biológia.

A gyakorlatban

Konkrét felhasználási példák

Csontok és fogak

A kalciumban gazdag ásványi fázisok keménységet és szerkezeti támaszt biztosítanak a csontoknak és fogaknak.

Cement

A kalcium vegyületei részt vesznek azokban az ásványi fázisokban és reakciókban, amelyek meghatározzák a cement és a beton tulajdonságait.

Mész

A kalcium vegyületei alapvetőek a mészgyártásban, valamint az építőiparban, kohászatban és környezetkezelésben használt reakciókban.

Biológia

A kalcium ionjai vagy vegyületei biológiai szerkezetekben, enzimekben, jelátviteli folyamatokban vagy az anyagcserében vehetnek részt.

Helye a periódusos rendszerben

Mit mutatnak a szomszédos elemek

A kalcium a 4. periódus 2. csoportjában található. A bemutatott környezetben kálium és szkandium között helyezkedik el ugyanabban a periódusban; magnézium fölötte, stroncium pedig alatta található ugyanabban a csoportban. Ezek a helyzetek lehetővé teszik az atomméret, az ionizációs energia és a kötési viselkedés összehasonlítását a közeli elemekkel.

Referenciaadatok

Fizikai és atomi tulajdonságok

Besorolásalkáliföldfém

Halmazállapot szobahőmérsékletenszilárd

Elektronhéjak2 · 8 · 8 · 2

Sűrűség1.55 g/cm³

Olvadáspont1 115 K (841.9 °C)

Forráspont1 757 K (1 484 °C)

Pauling-féle elektronegativitás1

Első ionizációs energia589.8 kJ/mol

Elektronaffinitás2.37 kJ/mol

Az értékek az elemre, illetve ahol értelmezhető, a semleges atomra vonatkoznak. A fizikai adatok függhetnek az allotróp módosulattól, a nyomástól és a mérési körülményektől.

Történet

Felfedezés és azonosítás

A kalcium felfedezését Humphry Davy nevéhez kötik. Az elem felismerése, tiszta mintájának izolálása és modern rendszámának meghatározása nem feltétlenül ugyanabban az időpontban történt.

Izotópok és atomtömeg

Hogyan befolyásolja az izotópösszetétel az értékeket

A standard atomtömeg 40.078(4). Ez az érték a természetes földi anyag izotópösszetételére vonatkozik, nem egyetlen konkrét atom tömegére.

A kalcium legalább egy stabil izotóppal rendelkezik. Az izotópok protonszáma azonos, ezért ugyanahhoz az elemhez tartoznak, neutronszámuk és atomtömegük azonban különbözik.

Biztonság

Kezelés és expozíció

A kalcium veszélyei a kémiai formától, a dózistól és az expozíció útjától függenek. Az elemi kalcium, ionjai és vegyületei nagyon eltérő biológiai és környezeti hatásúak lehetnek, ezért mindig a ténylegesen kezelt anyagra vonatkozó biztonsági adatokat kell ellenőrizni.