potasio – calcio – escandio

Mg
Ca
Sr

General
Nombre, Símbolo, Número Calcio, Ca, 20
Serie Metal de tierras alcalinas
Grupo, Periodo, Bloque 2 (IIA), 4, s
Densidad, Dureza 1550 kg/m3, 1.75
Aspecto blanco plateado
Propiedades atómicas
Peso atómico 40,078 amu
Radio atómico (calc.) 180 (194) pm
Radio covalente 174 pm
Radio van der Waals radio sin información
Configuración de electrones 4s2
e- por nivel de energía 2, 8, 8, 2
Estados de oxidación (Óxido) 2 (base fuerte)
Estructura cristalina Cubo centrado en la cara
Propiedades físicas
Estado de la materia sólido (paramagnético)
Punto de fusión 1115 K (1548°F)
Punto de ebullición 1757 K (2703°F)
Volumen polar 26.20 ×10-6 m3/mol
Calor de vaporización 153,6 kJ/mol
Calor de fusión 8.54 kJ/mol
Presión de vapor 254 Pa a 1112 K
Velocidad del sonido 3810 m/s a 293.15 K
Varios
Electronegatividad 1.00 (escala de Pauling)
Capacidad calorífica específica 632 J/(kg*K)
Conductividad eléctrica 29.8 106/m ohm
Conductividad térmica 201 W/(m*K)
Potencial de ionización 589.8 kJ/mol
2° potencial de ionización 1145,4 kJ/mol
3° potencial de ionización 4912.4 kJ/mol
Isótopos más estables
iso NA half-vida DM DE MeV DP
40Ca 96.941% El Ca es estable con 20 neutrones
41Ca {syn.} 103,000 y µ 0,421 41K
42Ca 0.647% El Ca es estable con 22 neutrones
43Ca 0.135% El Ca es estable con 23 neutrones
44Ca 2,086% El Ca es estable con 24 neutrones
46Ca 0.004% El Ca es estable con 26 neutrones
48Ca 0,187% >6×1018 y 4.272 48Ti
Se utilizan las unidades & STP excepto cuando se indica.

El calcio es un elemento químico de la tabla periódica que tiene el símbolo Ca y el número atómico 20. El calcio es un metal alcalinotérreo de color gris suave que se utiliza como agente reductor en la extracción de torio, circonio y uranio. Este elemento es también el quinto más abundante en la corteza terrestre. Es esencial para los organismos vivos, especialmente en la fisiología celular.

Características notables

El calcio es un elemento bastante duro que se purifica por electrólisis a partir del fluoruro de calcio que arde con una llama amarilla-roja y forma una capa de nitruro blanco cuando se expone al aire. Reacciona con el agua desplazando el hidrógeno y formando hidróxido de calcio.

Aplicaciones

El calcio es un componente importante de una dieta saludable. Su menor déficit puede afectar a la formación de huesos y dientes. Su exceso puede provocar cálculos renales. La vitamina D es necesaria para absorber el calcio. Los productos lácteos son una excelente fuente de calcio.

Para más información sobre el Ca en la naturaleza viva, véase el calcio en la biología.

Otros usos incluyen:

  • Agente reductor en la extracción de otros metales como el uranio, el circonio y el torio.
  • Deoxidante, desulfurador o descarburador para diversas aleaciones ferrosas y no ferrosas.
  • Agente de aleación utilizado en la producción de aleaciones de aluminio, berilio, cobre, plomo y magnesio.

Historia

(latín calx, cal) La cal era preparada y utilizada por los romanos ya en el siglo I, pero el calcio no fue descubierto hasta 1808. Tras conocer que Berzelius y Pontin preparaban amalgama de calcio electrolizando cal en mercurio, Sir Humphry Davy pudo aislar el metal impuro.

Ocurrencia

El calcio es el quinto elemento más abundante en la corteza terrestre (formando más del 3%) y es parte esencial de hojas, huesos, dientes y conchas. Debido a su reactividad química con el aire y el agua, el calcio nunca se encuentra en la naturaleza sin unirse a otros elementos, excepto en los organismos vivos, donde el Ca2+ desempeña un papel fundamental en la fisiología celular. Este elemento metálico se encuentra en cantidad en la caliza, el yeso y la fluorita. La apatita es el fluorofosfato o clorofosfato de calcio. La electrólisis del cloruro de calcio fundido (CaCl2) puede utilizarse para aislar el calcio puro.
Aislamiento (* seguir):
Cátodo: Ca2+* + 2e- –> Ca
Ánodo: Cl-* –> ½Cl2 (gas) + e-

Compuestos

La cal viva (CaO) se utiliza en muchos procesos de refinería química y se fabrica calentando y añadiendo cuidadosamente agua a la piedra caliza. Cuando el CaO se mezcla con arena, se endurece en un mortero y se convierte en yeso por la absorción de dióxido de carbono. Mezclado con otros compuestos, el CaO forma una parte importante del cemento Portland.

Cuando el agua se filtra a través de la piedra caliza u otras rocas carbonatadas solubles, disuelve parcialmente parte de la roca y provoca la formación de cuevas y las estalactitas y estalagmitas características y también forma el agua dura. Otros compuestos importantes del calcio son el nitrato, el sulfuro, el cloruro, el carburo, la cianamida y el hipoclorito.

Isótopos

El calcio tiene seis isótopos estables, dos de los cuales se dan en la naturaleza: el Ca-40 estable y el Ca-41 radiactivo con una vida media = 103.000 años. El 97% del elemento está en forma de Ca-40. El Ca-40 es uno de los productos hijos de la desintegración del K-40, junto con el Ar-40. Aunque la datación por K-Ar se ha utilizado ampliamente en las ciencias geológicas, la prevalencia del Ca-40 en la naturaleza ha impedido su uso en la datación. Para la datación del K-Ca se han utilizado técnicas de espectrometría de masas y de dilución isotópica de doble pico. A diferencia de los isótopos cosmogénicos que se producen en la atmósfera, el Ca-41 se produce por activación neutrónica del Ca-40. La mayor parte de su producción se encuentra en el metro superior de la columna del suelo, donde el flujo de neutrones cosmogénicos es todavía lo suficientemente fuerte. El Ca-41 ha recibido mucha atención en los estudios estelares porque el Ca-41 decae en K-41, un indicador crítico de las anomalías del sistema solar.