potasiu – calciu – scandiu

. Mg
Ca
Sr

Generalități
Nume, Simbol, număr calciu, Ca, 20
Serie metal alcalino-pământean
Grupa, Perioadă, bloc 2 (IIA), 4, s
Densitate, duritate 1550 kg/m3, 1.75
Aparență silvery white
Proprietăți atomice
Greutate atomică 40,078 amu
Rază atomică (calc.) 180 (194) pm
Rază covalentă 174 pm
van der Waals raza fără informații
Configurația electronilor 4s2
e- ‘s pe nivel energetic 2, 8, 8, 2
State de oxidare (oxid) 2 (bază puternică)
Structura cristalină Cubic cu fața centrată
Proprietăți fizice
Stare de materie solid (paramagnetic)
Punctul de topire 1115 K (1548°F)
Punctul de fierbere 1757 K (2703°F)
Volumul molar 26.20 ×10-6 m3/mol
Căldura de vaporizare 153,6 kJ/mol
Căldura de fuziune 8.54 kJ/mol
Presiunea de vapori 254 Pa la 1112 K
Viteza sunetului 3810 m/s la 293.15 K
Diverse
Electronegativitatea 1.00 (scara Pauling)
Capacitatea termică specifică 632 J/(kg*K)
Conductivitatea electrică 29.8 106 106/m ohm
Conductivitatea termică 201 W/(m*K)
Potențialul de ionizare 1 589.8 kJ/mol
al 2-lea potențial de ionizare 1145,4 kJ/mol
al 3-lea potențial de ionizare 4912.4 kJ/mol
Cei mai stabili izotopi

Ca este stabil cu 24 de neutroni

iso NA half-viață DM DE MeV DP
40Ca 96.941% Ca este stabil cu 20 de neutroni
41Ca {syn.} 103,000 y µ 0,421 41K
42Ca 0.647% Ca este stabil cu 22 neutroni
43Ca 0.135% Ca este stabil cu 23 de neutroni
44Ca 2,086% Ca este stabil cu 24 de neutroni
46Ca 0,086%
46Ca 0.004% Ca este stabil cu 26 neutroni
48Ca 0,187% >6×1018 y 4.272 48Ti
Sunt folosite unitățile IS & STP, cu excepția cazurilor în care se menționează.

Calciu este un element chimic din tabelul periodic care are simbolul Ca și numărul atomic 20. Calciul este un metal alcalino-pământos, de culoare gri și moale, care este utilizat ca agent de reducere în extracția toriului, zirconiului și uraniului. Acest element este, de asemenea, al cincilea cel mai abundent element din scoarța terestră. Este esențial pentru organismele vii, în special în fiziologia celulară.

Caracteristici notabile

Calciul este un element destul de dur care este purificat prin electroliză din fluorură de calciu care arde cu o flacără galben-roșie și formează un strat alb de nitrură atunci când este expus la aer. Reacționează cu apa deplasând hidrogenul și formând hidroxid de calciu.

Aplicații

Calciul este o componentă importantă a unei diete sănătoase. Deficitul său minor poate afecta formarea oaselor și a dinților. Excesul său poate duce la apariția pietrelor la rinichi. Vitamina D este necesară pentru a absorbi calciul. Produsele lactate sunt o sursă excelentă de calciu.

Pentru mai multe informații despre Ca în natura vie, vezi calciu în biologie.

Alte utilizări includ:

  • Agent reducător în extracția altor metale, cum ar fi uraniul, zirconiul și toriul.
  • Deoxidant, desulfurizant sau decarburant pentru diverse aliaje feroase și neferoase.
  • Agent de aliere utilizat în producția de aliaje de aluminiu, beriliu, cupru, plumb și magneziu.

Istorie

(latină calx, var) Varul a fost preparat și folosit de romani încă din secolul I, dar calciul nu a fost descoperit până în 1808. După ce a aflat că Berzelius și Pontin au preparat amalgamul de calciu prin electroliza varului în mercur, Sir Humphry Davy a reușit să izoleze metalul impur.

Ocurență

Calciul este al cincilea cel mai abundent element din scoarța terestră (formând mai mult de 3%) și este o parte esențială a frunzelor, oaselor, dinților și cochiliilor. Din cauza reactivității sale chimice cu aerul și apa, calciul nu se găsește niciodată în natură nelegat de alte elemente, cu excepția organismelor vii, unde Ca2+ joacă un rol esențial în fiziologia celulară. Acest element metalic se găsește în cantitate mare în calcar, gips și fluorit. Apatita este fluorofosfatul sau clorofosfatul de calciu. Electroliza clorurii de calciu topite (CaCl2) poate fi folosită pentru a izola calciul pur.
Izolarea (urmează *):
catod: Ca2+* + 2e- –> Ca
anod: Cl-* –> ½Cl2 (gaz) + e-

Compuși

Cala calcinată (CaO) este folosită în multe procese chimice de rafinare și se obține prin încălzirea și adăugarea cu grijă de apă la calcar. Când CaO este amestecat cu nisip, se întărește într-un mortar și se transformă în ipsos prin absorbția de dioxid de carbon. Amestecat cu alți compuși, CaO formează o parte importantă a cimentului Portland.

Când apa se infiltrează prin calcar sau alte roci carbonatice solubile, dizolvă parțial o parte din rocă și provoacă formarea peșterilor și a stalactitelor și stalagmitelor caracteristice și formează, de asemenea, apă dură. Alți compuși importanți ai calciului sunt nitratul, sulfura, clorura, carbura, cianamida și hipocloritul.

Izotopi

Calciul are șase izotopi stabili, dintre care doi se găsesc în natură: Ca-40 stabil și Ca-41 radioactiv cu un timp de înjumătățire = 103.000 de ani. 97% din element se află sub formă de Ca-40. Ca-40 este unul dintre produsele fiice ale dezintegrării K-40, împreună cu Ar-40. În timp ce datarea cu K-Ar a fost utilizată pe scară largă în științele geologice, prevalența Ca-40 în natură a împiedicat utilizarea sa în datare. Pentru datarea cu K-Ca au fost utilizate tehnici care utilizează spectrometria de masă și o diluție izotopică cu vârf dublu. Spre deosebire de izotopii cosmogeni care sunt produși în atmosferă, Ca-41 este produs prin activarea neutronică a Ca-40. Cea mai mare parte a producției sale are loc la aproximativ un metru superior al coloanei de sol, unde fluxul de neutroni cosmogenici este încă suficient de puternic. Ca-41 a primit multă atenție în studiile stelare, deoarece Ca-41 se descompune în K-41, un indicator critic al anomaliilor sistemului solar.