钙
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钙(Ca),化学元素,其中一个碱土金属的第2组(IIa)元素周期表.它是地球上含量最丰富的金属元素人体也是元素含量第五高的元素地球地壳。
原子序数 | 20. |
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原子量 | 40.078 |
熔点 | 842°c(1548°f) |
沸点 | 1484°c(2,703°f) |
比重 | 1.55(20°C或68°F) |
氧化态 | + 2 |
电子构型 | 1年代22年代22p63.年代23.p64年代2 |
发生、属性和用途
钙在自然状态下不是游离的,但是化合物的元素分布广泛。一个钙复合,石灰(氧化钙,CaO)被古人广泛使用。银色,相当柔软,重量轻金属它首先被隔离(1808年)汉弗莱·戴维爵士蒸馏后汞从一个汞合金形成的电解石灰和氧化汞的混合物。这种元素的名字来源于拉丁语中的lime,生石灰.
钙构成3.64%地球美国的地壳和8%的月亮它的宇宙丰度估计为4.9 × 104原子(大量的硅是106原子)。作为方解石(碳酸钙),它发生在地球上石灰石,粉笔,大理石,白云石蛋壳,珍珠,珊瑚钟乳石、石笋和许多海洋动物的贝壳。钙碳酸盐岩沉积物溶解于水包含二氧化碳生成碳酸氢钙,Ca(HCO3.)2.这一过程经常导致形成洞穴并可反向沉积为石灰石钟乳石和石笋.羟基钙磷酸,它是主要的无机生物组成的牙齿而且骨头并且出现在矿物磷灰石.作为氟化钙,它以萤石或氟石。作为钙硫酸时,它发生为无水石膏.钙存在于许多其他矿物质中,例如霰石(一种碳酸钙)和石膏(另一种形式的硫酸钙),而且在很多地方长石组成而且沸石.它也在大量的硅酸盐还有硅酸铝盐沉积物,在自然水域,包括海洋。
原由电解在无水氯化钙中,纯金属钙现在是通过用铝加热石灰制成的。金属与之反应缓慢氧气、水蒸汽及氮形成一层黄色的氧化物、氢氧根和氮化物。它在空气或纯氧中燃烧形成氧化物,并与温水迅速反应(与冷水反应较慢)生成氢气体和氢氧化钙。加热时,钙与氢反应,卤素,硼,硫,碳,磷.虽然它比钠作为还原剂,钙比后者更昂贵,反应性更低。然而,在许多脱氧、还原和脱气应用中,钙是首选的,因为它的挥发性较低,并用于制备铬,钍,铀,锆和其他金属的氧化物。
金属本身被用作一种合金代理铝,铜,引领,镁,及其他基地金属;作为一定高温的脱氧剂合金;作为一个getter电子管.在许多特殊用途的合金中使用少量的钙。与铅(0.04%钙)合金,例如,它被用作护套电话电缆和作为存储网格电池静止型的。当以0.4%到1%的量添加到镁基合金中时,它可以提高可降解骨科植入物对生物流体的抵抗力,允许组织在植入物脱落之前完全愈合完整性.
天然存在的钙由六种钙的混合物组成同位素:钙-40(96.94%),钙-44(2.09%),钙-42(0.65%),以及比例较小的钙-48,钙-43和钙-46。钙-48经历了双重变化β衰变与一个半衰期大约是4 × 1019多年,所以它在实际应用中是稳定的。它特别中子-丰富,用于合成新的重核粒子加速器.的放射性同位素钙-41以微量的形式出现在地球通过中子对钙-40的自然轰击宇宙射线.
钙对两者都很重要植物而且动物生活广泛用于信号换能器,酶代数余子式,以及结构元素(例如,细胞膜骨骼和牙齿)。许多生物的壳或骨骼中都含有钙,高等动物中钙含量最高丰富的无机元素。许多重要的碳酸盐和磷酸盐矿床都起源于生物。
人体含有2%的钙。人类饮食中钙的主要来源是牛奶、奶制品、鱼,以及绿叶蔬菜。的骨骼疾病佝偻病发生在缺乏的时候维生素D损害钙的吸收胃肠道进入细胞外液的疾病尤其影响婴儿和儿童。