Cheminis elementas · informacinis puslapis

20Ca

Kalcis

Kalcis yra cheminis elementas, kurio atominis skaičius 20, o simbolis Ca; jis yra 4 periode, 2 grupėje ir s bloke. Etaloninė būsena kambario temperatūroje – kietoji. Elektronų konfigūracija: [Ar] 4s2.

Atominis skaičius20

Standartinė atominė masė40.078(4)

Grupė2

Periodas4

Blokass

Elektronų konfigūracija[Ar] 4s2

Elektroninė sandara

Kas lemia jo chemiją

Išorinė elektronų konfigūracija baigiasi s². Pašalinus du valentinius elektronus susidaro +2 jonas – būdinga šarminių žemių metalų joninė būsena.

Palyginti su 1 grupės metalais, du išorinio sluoksnio elektronai keičia jonizacijos energiją, ryšius ir reaktyvumą. Gamtoje jų junginiai dažniau aptinkami kaip oksidai, karbonatai, sulfatai ar halogenidai, o ne laisvieji metalai.

Cheminės formos

Junginiai, jonai ir medžiagos

Vyrauja +2 oksidacijos laipsnis. Kalcis sudaro oksidus, hidroksidus, halogenidus, karbonatus ir sulfatus; jų tirpumas bei terminis stabilumas sistemingai kinta leidžiantis 2 grupe žemyn.

Fizikinės savybės

Agregatinė būsena ir fazių virsmai

Etaloninė būsena kambario temperatūroje yra kietoji. Nurodytas tankis yra 1.55 g/cm³. Lydymosi temperatūra yra 1 115 K (841.9 °C). Virimo temperatūra yra 1 757 K (1 484 °C). Slėgis, grynumas ir kristalinė sandara gali pakeisti išmatuotas fizikines savybes.

Paplitimas ir panaudojimas

Kur aptinkamas ir naudojamas kalcis

Praktikoje šis elementas sutinkamas tokiose srityse kaip bones, teeth, cementas, kalkės ir biologija.

Praktikoje

Tikri panaudojimo pavyzdžiai

Kaulai ir dantys

Mineralinės fazės, kuriose gausu kalcis, suteikia kaulams ir dantims kietumo bei struktūrinės atramos.

Cementas

Junginiai, kuriuose yra kalcis, dalyvauja mineralinėse fazėse ir reakcijose, lemiančiose cemento ir betono savybes.

Kalkės

Junginiai, kuriuose yra kalcis, yra svarbūs kalkių gamyboje ir statybos, metalurgijos bei aplinkosaugos procesuose.

Biologija

Kalcis jonai ar junginiai dalyvauja biologinėse struktūrose, fermentų veikloje, signalų perdavime arba medžiagų apykaitoje.

Vieta periodinėje sistemoje

Ką parodo kaimyniniai elementai

Kalcis yra 4 periode ir 2 grupėje. Čia parodytoje aplinkoje: Tame pačiame periode kairėje ir dešinėje yra kalis ir skandis; toje pačioje grupėje viršuje yra magnis, o apačioje – stroncis. Šios pozicijos leidžia su gretimais elementais palyginti atomo dydį, jonizacijos energiją ir cheminio ryšio pobūdį.

Etaloniniai duomenys

Fizikinės ir atominės savybės

Klasifikacijašarminių žemių metalas

Būsena kambario temperatūrojekietoji

Elektronų sluoksniai2 · 8 · 8 · 2

Tankis1.55 g/cm³

Lydymosi temperatūra1 115 K (841.9 °C)

Virimo temperatūra1 757 K (1 484 °C)

Elektroneigiamumas pagal Paulingą1

Pirmoji jonizacijos energija589.8 kJ/mol

Elektronų giminingumas2.37 kJ/mol

Kai taikoma, pateiktos vertės apibūdina elementą arba neutralų atomą. Fizikiniai duomenys gali priklausyti nuo alotropinės atmainos, slėgio ir matavimo sąlygų.

Istorija

Atradimas ir identifikavimas

Elemento atradimas siejamas su Humphry Davy. Elemento atpažinimas, gryno mėginio išskyrimas ir šiuolaikinio atominio skaičiaus priskyrimas nebūtinai įvyko tuo pačiu metu.

Izotopai ir atominė masė

Kaip izotopinė sudėtis keičia skaitines vertes

Standartinė atominė masė yra 40.078(4). Ši vertė apibūdina natūralios Žemės medžiagos izotopinę sudėtį, o ne vieno konkretaus atomo masę.

Kalcis turi bent vieną stabilų izotopą. Skirtingi izotopai turi vienodą protonų skaičių ir todėl priklauso tam pačiam elementui, tačiau skiriasi neutronų skaičiumi ir atomine mase.

Sauga

Darbas su medžiaga ir poveikis

Šio elemento keliami pavojai priklauso nuo cheminės formos, dozės ir poveikio kelio. Grynas elementas, jo jonai ir junginiai gali turėti labai skirtingą biologinį bei aplinkos poveikį, todėl reikia tikrinti konkrečios naudojamos medžiagos saugos duomenis.