Chemisch element · referentiefiche

20Ca

Calcium

Calcium (Ca) is element 20 van het periodiek systeem, een aardalkalimetaal in groep 2, periode 4 en het s-blok. De elektronenconfiguratie [Ar] 4s2 helpt verklaren hoe het element bindt en reageert; de referentietoestand bij kamertemperatuur is vast.

Atoomnummer20

Standaard atoomgewicht40.078(4)

Groep2

Periode4

Bloks

Elektronenconfiguratie[Ar] 4s2

Elektronenstructuur

Wat bepaalt de chemie?

Aardalkalimetalen hebben twee elektronen in hun buitenste schil. Ze vormen daardoor vaak ionen met lading +2 en komen veel voor in oxiden, zouten en mineralen.

Bij calcium bepaalt de configuratie [Ar] 4s2 hoe de twee buitenste elektronen deelnemen aan binding. Naar beneden in de groep worden de atomen groter en veranderen ionisatie-energie en reactiviteit geleidelijk.

Chemische vormen

Verbindingen, ionen en materialen

De belangrijkste chemische vormen zijn oxiden, hydroxiden en zouten zoals carbonaten, sulfaten en halogeniden. De oxidatietoestand +2 domineert doordat twee buitenste elektronen relatief gemakkelijk kunnen worden afgestaan.

Fysisch gedrag

Toestand en faseovergangen

Bij kamertemperatuur is de referentietoestand vast. De vermelde dichtheid is 1.55 g/cm³. Het smeltpunt is 1 115 K (841.9 °C). Het kookpunt is 1 757 K (1 484 °C). Druk, zuiverheid en kristalstructuur kunnen gemeten waarden verschuiven; bij elementen met meerdere allotropen kan ook de structuur zelf een duidelijk verschil maken.

Voorkomen en toepassingen

Waar calcium voorkomt en wordt gebruikt

In de praktijk komt calcium vooral naar voren in toepassingen en contexten zoals botten en tanden, cement, kalk en biologie.

In de praktijk

Concrete toepassingen

Botten en tanden

Calcium speelt een rol bij botten en tanden. De relevante eigenschap hangt af van de chemische vorm, samenstelling en het materiaal of proces waarin het element wordt gebruikt.

Cement

Calcium speelt een rol bij cement. De relevante eigenschap hangt af van de chemische vorm, samenstelling en het materiaal of proces waarin het element wordt gebruikt.

Kalk

Calcium speelt een rol bij kalk. De relevante eigenschap hangt af van de chemische vorm, samenstelling en het materiaal of proces waarin het element wordt gebruikt.

Biologie

Calcium speelt een rol bij biologie. De relevante eigenschap hangt af van de chemische vorm, samenstelling en het materiaal of proces waarin het element wordt gebruikt.

Positie in het periodiek systeem

Wat de naburige elementen laten zien

Calcium staat in periode 4, groep 2 en het s-blok. De getoonde omgeving bevat onder meer Natrium, Magnesium, Kalium, Scandium. Vergelijking met deze elementen helpt trends in atoomgrootte, ionisatie-energie, elektronegativiteit en binding langs het periodiek systeem te volgen.

Referentiegegevens

Fysische en atomaire eigenschappen

Classificatieaardalkalimetaal

Toestand bij kamertemperatuurvast

Elektronenschillen2 · 8 · 8 · 2

Dichtheid1.55 g/cm³

Smeltpunt1 115 K (841.9 °C)

Kookpunt1 757 K (1 484 °C)

Pauling-elektronegativiteit1

Eerste ionisatie-energie589.8 kJ/mol

Elektronenaffiniteit2.37 kJ/mol

De waarden beschrijven het element of het neutrale atoom waar van toepassing. Fysische gegevens kunnen afhangen van allotroop, druk, zuiverheid en meetomstandigheden.

Geschiedenis

Ontdekking en identificatie

De ontdekking van calcium wordt in deze historische registratie in verband gebracht met Humphry Davy. Herkenning als element, isolatie van een zuiver monster en de latere definitie via het atoomnummer vonden niet noodzakelijk op hetzelfde moment plaats.

Isotopen

Hoe isotopensamenstelling de getallen verandert

Het standaard atoomgewicht is 40.078(4). Deze waarde beschrijft de natuurlijke isotopensamenstelling van terrestrisch materiaal en is niet de massa van één specifiek atoom.

Calcium heeft ten minste één stabiele isotoop. Isotopen hebben hetzelfde aantal protonen en horen dus bij hetzelfde element, maar verschillen in neutronental en atoommassa.

Veiligheid

Omgang en blootstelling

De risico’s van calcium hangen af van chemische vorm, dosis en blootstellingsroute. Het element, zijn ionen en zijn verbindingen kunnen zeer verschillende biologische en milieueffecten hebben; controleer daarom de veiligheidsgegevens van de werkelijk gebruikte stof.