Kalcij

Kalcijum
[Ar] 4s2 20Ca                                                                                                                                                                                                                                 ↓                                                                     ↓                                                             →                                                             →                                                             Periodni sistem elemenata
Općenito
Hemijski element, Simbol, Atomski broj	Kalcijum, Ca, 20
Serija	Zemnoalkalni metali
Grupa, Perioda, Blok	2, 4, s
Izgled	srebreno bijeli metal
Zastupljenost	3,39 %
Atomske osobine
Atomska masa	40,078 u
Atomski radijus (izračunat)	180 (194) pm
Kovalentni radijus	174 pm
Van der Waalsov radijus	- pm
Elektronska konfiguracija	[Ar] 4s2
Broj elektrona u energetskom nivou	2, 8, 8, 2
Izlazna energija	2,9 eV
1. energija ionizacije	589,8 kJ/mol
2. energija ionizacije	1145,4 kJ/mol
Fizikalne osobine
Agregatno stanje	čvrsto
Mohsova skala tvrdoće	1,75
Struktura kristala	kubična prostorno centrirana
Gustoća	1550 kg/m3
Magnetizam	paramagnetičan
Tačka topljenja	1115 K (842 °C)
Tačka ključanja	1757 K (1484 °C)
Molarni volumen	26,20 · 10−6 m3/mol
Toplota isparavanja	153,6 kJ/mol
Toplota topljenja	8,54 kJ/mol
Pritisak pare	254 Pa kod 1112 K
Brzina zvuka	3810 m/s kod 293,15 K
Specifična toplota	632 J/(kg · K)
Specifična električna provodljivost	29,8 · 106 S/m
Toplotna provodljivost	201 W/(m · K)
Hemijske osobine
Oksidacioni broj	+2
Oksidi	CaO
Elektrodni potencijal	−2,87 V (Ca2+ + 2e− → Ca)
Elektronegativnost	1,00 (Pauling-skala)
Izotopi
Izo RP t1/2 RA ER (MeV) PR 40Ca 96,941 % Stabilan 41Ca sin Stabilan 42Ca 0,647 % Stabilan 43Ca 0,135 % Stabilan 44Ca 2,086 % Stabilan 45Ca sin 162,61 d β- 0,257 45Sc 46Ca 0,004 % Stabilan 47Ca sin 4,536 d β- 1,992 47Sc 48Ca 0,187 % > 6 · 1018 god β-β- 4,272 48Ti
Sigurnosno obavještenje
Oznake upozorenja F Lako zapaljivo
Obavještenja o riziku i sigurnosti	R: 15 S: (2-)8-24/25-43
Ukoliko je moguće i u upotrebi, koriste se SI osnovne jedinice. Ako nije drugačije označeno, svi podaci su podaci dobiveni mjerenjima u normalnim uslovima.

Kalcijum (Ca, latinski calcium) je metal IIA grupe. Elektronska konfiguracija mu je: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² , gradi 2+ ion. Posjeduje 6 stabilnih izotopa. To su ⁴⁰Ca, ⁴²Ca, ⁴³Ca, ⁴⁴Ca, ⁴⁶Ca i ⁴⁸Ca.

Kalcijum zatvoren u atmosferi argona

Osobine

Kalcijum je srebrenobjeli, mehki i lagahni metal. Spojevi kalcijuma se javljaju i u vodi, i prouzrokuju njenu tvrdoću. Kalcijumovi sulfati i hloridi čine stalnu tvrdoću vode koja se kuhanjem ne može otkloniti. Tvrda voda je nepogodna za korištenje (za kuhanje, pranje i industriju).

Zastupljenost

Kalcijum je najrasprostranjeniji zemnoalkalni metal, a i jedan od najrasprostranjenijih elemenata u prirodi. Zastupljen je u zemljinoj kori u količini od 3,54%. Kalcijum karbonat je glavni sastojak sedimentnih stijena. Kao krečnjak čini mnoge planinske masive. Veoma je rasprostranjen i kalcijum sulfat u vidu anhidrita i gipsa.

Najbitniji minerali kalcijuma su: kalcit, argonit, kreda, gips, fluorit.

Spojevi

Zagrijavanjem uz prisustvo vazduha gradi oksid (CaO) i nitrid (Ca₃N₂). Reaguje sa hladnom vodom gradeći hidroksid uz oslobađanje kiseonika. Sem ovih jedinjenja bitna su i kalcijum peroksid i mnoge soli.

Dobijanje i upotreba

Kalcijum se dobija elektrolizom bezvodnog rastvora kalcijum hlorida. Upotrebljava se za legiranje olova, aluminijuma, za dezoksidaciju bakra i nekih legura.

Biološki značaj

Kosti čovjeka i životinja sadrže kalcijum u vidu fosfata i karbonata. Nedostatak kalcijuma u kostima izaziva bolest rahitis. Ion kalcijuma nalazi se i u krvi i ubrzava zgrušavanje krvi u dodiru sa vazduhom. Kod biljaka ulazi u neke oblike ćelijskih zidova. One skladište kalcijum u stabiljci i lišću. Nedostatak kalcijuma kod biljaka prouzrokuje slab razvoj korijena i lišća.

Kalcijum je zastupljen u čovjekovom organizmu između 1,4 i 1,66 % što pretstavlja preko 1 kilogram. Kalcijum ima veliku ulogu u ljudskom organizmu:

• aktivator enzima
• provođenje bioelektričnih impulsa
• udio u zgrušavanju krvi
• udio u grčenju mišića
• udio u proizvodnji hormona

Nivo kalcijuma u krvi zavisi od:

• količine kalcijuma koja se unosi ishranom
• količine kalcijuma u namirnicama
• stepene izbacivanja kalcijuma sa mokraćom

Kalcijum je također neophodan sastojak u ćelijama biljaka.

Kationi Ca²⁺ spadaju u IV analitičku grupu kationa.