Nguyên tố hóa học · trang tham khảo

20Ca

Canxi

Canxi là nguyên tố hóa học có số hiệu nguyên tử 20, ký hiệu Ca. Nó nằm ở chu kỳ 4, nhóm 2, khối s. Ở nhiệt độ phòng, trạng thái tham chiếu là rắn; cấu hình electron là [Ar] 4s2.

Số hiệu nguyên tử20

Nguyên tử khối chuẩn40.078(4)

Nhóm2

Chu kỳ4

Khốis

Cấu hình electron[Ar] 4s2

Cấu trúc electron

Yếu tố nào chi phối hóa học của nguyên tố

Cấu hình lớp ngoài cùng của nhóm 2 kết thúc bằng s². Việc mất hai electron hóa trị tạo ion +2, là trạng thái ion đặc trưng của các kim loại kiềm thổ.

Cấu hình electron của Canxi là [Ar] 4s2. So với nhóm 1, lớp ngoài có hai electron làm thay đổi năng lượng ion hóa, liên kết và độ phản ứng; trong tự nhiên các nguyên tố này thường gặp trong oxide, carbonate, sulfate hoặc halide hơn là ở dạng kim loại tự do.

Các dạng hóa học

Hợp chất, ion và vật liệu

Canxi thường gặp dưới dạng hợp chất ion như oxide, hydroxide, halide, carbonate hoặc sulfate tùy nguyên tố. Dạng kim loại tự do dễ phản ứng nên ít gặp trong tự nhiên; hóa học chủ yếu phản ánh xu hướng tạo cation ổn định của nhóm.

Tính chất vật lý

Trạng thái và chuyển pha

Trạng thái tham chiếu ở nhiệt độ phòng là rắn. Mật độ được liệt kê là 1.55 g/cm³. Điểm nóng chảy là 1 115 K (841.9 °C). Điểm sôi là 1 757 K (1 484 °C). Áp suất, độ tinh khiết, cấu trúc tinh thể hoặc dạng thù hình có thể làm thay đổi các giá trị vật lý đo được.

Sự hiện diện và ứng dụng

Canxi được gặp và sử dụng ở đâu

Trong thực tế, Canxi thường được gặp trong các ứng dụng liên quan đến xương và răng, xi măng, vôi và sinh học. Tùy trường hợp, tính chất được khai thác có thể thuộc về nguyên tố tinh khiết, một hợp chất, hợp kim hoặc một đồng vị cụ thể.

Trong thực tế

Ví dụ về các ứng dụng thực tế

Xương và răng

Các pha khoáng giàu calcium tạo độ cứng và khả năng chịu lực cho xương và răng.

Xi măng

Các hợp chất calcium tham gia vào các pha khoáng và phản ứng tạo nên độ bền của xi măng và bê tông.

Vôi

Các hợp chất calcium là trung tâm của quá trình sản xuất vôi và nhiều phản ứng dùng trong xây dựng, luyện kim và xử lý môi trường.

Sinh học

Ion hoặc hợp chất của Canxi tham gia vào cấu trúc sinh học, enzyme, tín hiệu tế bào hoặc chuyển hóa, tùy nguyên tố và nồng độ.

Vị trí tuần hoàn

Các nguyên tố lân cận cho biết điều gì

Canxi nằm ở chu kỳ 4, nhóm 2. Trong vùng lân cận hiển thị ở đây có Natri, Magiê, Kali, Scandi, Rubidi, Stronti và Ytri. Những vị trí này cho phép so sánh trực tiếp kích thước nguyên tử, năng lượng ion hóa, trạng thái oxi hóa và xu hướng liên kết với các nguyên tố gần nhau trong bảng tuần hoàn.

Dữ liệu tham khảo

Tính chất vật lý và nguyên tử

Phân loạikim loại kiềm thổ

Trạng thái ở nhiệt độ phòngrắn

Các lớp electron2 · 8 · 8 · 2

Mật độ1.55 g/cm³

Điểm nóng chảy1 115 K (841.9 °C)

Điểm sôi1 757 K (1 484 °C)

Độ âm điện Pauling1

Năng lượng ion hóa thứ nhất589.8 kJ/mol

Ái lực electron2.37 kJ/mol

Các giá trị mô tả nguyên tố hoặc nguyên tử trung hòa khi thích hợp. Dữ liệu vật lý có thể phụ thuộc vào dạng thù hình, áp suất và điều kiện đo.

Lịch sử

Phát hiện và nhận diện

Việc phát hiện Canxi gắn với Humphry Davy. Việc nhận ra một nguyên tố mới, tách được mẫu đủ tinh khiết và gán số hiệu nguyên tử hiện đại không nhất thiết diễn ra cùng một thời điểm, nên lịch sử phát hiện cần được đọc theo từng mốc.

Đồng vị và nguyên tử khối

Thành phần đồng vị làm thay đổi các con số như thế nào

Nguyên tử khối chuẩn là 40.078(4). Giá trị này phản ánh thành phần đồng vị của vật chất tự nhiên trên Trái Đất, không phải khối lượng của một nguyên tử riêng lẻ.

Canxi có ít nhất một đồng vị bền. Các đồng vị có cùng số proton nên vẫn là cùng một nguyên tố, nhưng khác số neutron và vì vậy khác khối lượng nguyên tử.

An toàn

Xử lý và phơi nhiễm

Nguy cơ liên quan đến Canxi phụ thuộc vào dạng hóa học, liều lượng và đường phơi nhiễm. Nguyên tố tinh khiết, ion và các hợp chất của nó có thể có tác động sinh học và môi trường rất khác nhau, vì vậy cần kiểm tra dữ liệu an toàn của chất thực tế được sử dụng.