K
Sc
20Ca40.078
Wikimedia Commons
Прямо зараз у ваших кістках працює близько кілограма цього металу. Кальцій — головний будівельник скелету. Без нього кістки були б м'якими, як хрящ. А серце не змогло б скоротитися жодного разу. Цей м'який сріблястий метал тримає на собі і ваше тіло, і цілі міста.
Сполуки кальцію оточують нас повсюди. Крейда на дошці, мармур Парфенона, вапняк єгипетських пірамід — усе це карбонат кальцію (CaCO₃). А цемент, без якого не збудувати жодного будинку, теж починається з кальцію. П'ятий за поширеністю елемент земної кори створив і природні печери, і людську цивілізацію.
У чистому вигляді кальцій — м'який сріблясто-білий метал. Його легко ріжуть ножем. На повітрі швидко вкривається оксидною плівкою. У природі вільного кальцію немає — він занадто активний. Зате його сполуки скрізь: у горах, океанах, ґрунтах і в кожній живій клітині.
Сьогодні кальцій незамінний у будівництві, металургії та медицині. Щорічно людство видобуває мільярди тонн вапняку. А лікарі призначають кальцій для зміцнення кісток та профілактики остеопорозу. Навіть антациди від печії часто містять карбонат кальцію.
20
Атомний номер
40.078u
Атомна маса
[Ar] 4s2
e-конфігурація
1.00
Електронег.
що таке кальційвластивості кальціюде використовується кальційкальцій елементкальцій у кісткахCaCO₃ вапняк
Властивості
Фізичні властивості
1115 K
842°C
Температура плавлення
1757 K
1484°C
Температура кипіння
1.55
g/cm³
Густина
1.00
Pauling
Електронегативність
Атомна структура
Група
2
Період
4
Блок
S
Електронна конфігурація
[Ar] 4s2
Модель Бора
K=2L=8M=8N=2
Додаткові властивості
Структура
Кристалічна структура
гранецентрована кубічна (ГЦК)
Магнітне впорядкування
діамагнітний
Твердість (Моос)
1.75
Модуль об'ємної пружності
17GPa
Модуль зсуву
7.4GPa
Коефіцієнт Пуассона
0.31
Твердість Брінелля
167MPa
Твердість Віккерса
170MPa
Фізичні властивості
Теплопровідність
201W/(m·K)
Питомий опір
33.6nΩ·m
Швидкість звуку
3810m/s
Модуль Юнга
20GPa
Питома теплоємність
0.647J/(g·K)
Теплота плавлення
8.54kJ/mol
Теплота випаровування
154.7kJ/mol
Спорідненість до електрона
2.37kJ/mol
Молярний об'єм
25.86cm³/mol
Атомні властивості
Атомний радіус
197pm
Ковалентний радіус
176pm
Радіус Ван-дер-Ваальса
231pm
Перша енергія іонізації
589.8kJ/mol
Поширеність
Поширеність на Землі
3.6%
Поширеність у Всесвіті
0.007%
Поширеність в океані
0.04%
У тілі людини
1.4%
Загальні
Атомний номер20
Атомна маса40.0780u
Група2
Період4
БлокS
Стандартний станТверде тіло
Фізичні властивості
Густина1.55g/cm³
Температура плавлення1115.00 K (842°C)
Температура кипіння1757.00 K (1484°C)
Швидкість звуку3810m/s
Модуль Юнга20GPa
Твердість (Моос)1.75
Молярний об'єм25.86cm³/mol
Модуль об'ємної пружності17GPa
Модуль зсуву7.4GPa
Коефіцієнт Пуассона0.31
Твердість Брінелля167MPa
Твердість Віккерса170MPa
Термічні властивості
Теплопровідність201W/(m·K)
Питома теплоємність0.647J/(g·K)
Теплота плавлення8.54kJ/mol
Теплота випаровування154.7kJ/mol
Атомні властивості
Електронна конфігурація[Ar] 4s2
Електронегативність1.00Pauling
Атомний радіус197pm
Ковалентний радіус176pm
Радіус Ван-дер-Ваальса231pm
Електромагнітні
Перша енергія іонізації589.8kJ/mol
Спорідненість до електрона2.37kJ/mol
Питомий опір33.6nΩ·m
Кристалічна структурагранецентрована кубічна (ГЦК)
Магнітне впорядкуваннядіамагнітний
Поширеність
Поширеність на Землі3.6%
Поширеність у Всесвіті0.007%
Поширеність в океані0.04%
У тілі людини1.4%
Цифри та порівняння
~1 кг
у вашому тілі
Стільки кальцію містить організм дорослої людини. 99% — у кістках і зубах
3.6%
земної кори
П'ятий за поширеністю елемент. Більше лише кисню, кремнію, алюмінію та заліза
4 500 р.
пірамідам з вапняку
Єгипетські піраміди побудовані з карбонату кальцію і досі стоять
3 810 м/с
швидкість звуку
Звук у кальції поширюється в 11 разів швидше, ніж у повітрі
Застосування
🏗️
Будівництво: з вапняку виробляють цемент — основу бетону. Без кальцію не збудували б жодного багатоповерхового будинку
⚙️
Металургія: вапняк додають у доменні печі як флюс. Він зв'язує домішки і допомагає отримати чисту сталь
🩺
Медицина: препарати кальцію зміцнюють кістки. Гіпсові пов'язки (CaSO₄) фіксують переломи вже понад 150 років
🌾
Сільське господарство: вапно нейтралізує кислі ґрунти. Без вапнування врожаї на кислих полях падають удвічі
🍽️
Харчова промисловість: карбонат кальцію (Е170) — безпечний білий барвник. Хлорид кальцію робить сир пружним
💧
Водопідготовка: гашене вапно (Ca(OH)₂) очищує воду від бактерій та важких металів. Дешевше за будь-який фільтр
📄
Паперова промисловість: крейда та CaCO₃ роблять папір білішим і гладкішим. Без них книжки були б сірими
🧪
Хімічна промисловість: з кальцію роблять карбід (CaC₂), який при контакті з водою дає ацетилен — газ для зварювання
Де знайти в побуті
Молоко та сир
Склянка молока містить 300 мг кальцію — третину денної норми. Сир та йогурт ще багатші на кальцій
Крейда на дошці
Шкільна крейда — це карбонат кальцію (CaCO₃) або гіпс (CaSO₄). Пишете на дошці — пишете кальцієм
Яєчна шкаралупа
На 95% складається з карбонату кальцію. Тонка, але витримує вагу курки — завдяки ідеальній формі
Стіни будинку
Цемент, штукатурка, вапно — усе це сполуки кальцію. Кожна стіна навколо вас містить кальцій
Зубна паста
Містить карбонат кальцію або фторид кальцію. Вони м'яко очищують зуби та зміцнюють емаль
Безпека та попередження
Чистий кальцій реагує з водою, виділяючи водень. Суміш водню з повітрям може вибухнути. Негашене вапно (CaO) при контакті з водою розігрівається до 300 C і спричиняє сильні опіки. Гашене вапно (Ca(OH)₂) — їдкий луг, небезпечний для очей та шкіри. Підступність: шматок вапна виглядає нешкідливо, але при намоканні стає дуже гарячим. Працювати з вапном потрібно в рукавичках і окулярах.
Небезпечно
Цікаві факти
Єгипетські піраміди стоять уже 4 500 років — і побудовані з вапняку (CaCO₃). Кальцій виявився надійнішим за будь-який сучасний бетон.
У тілі дорослої людини міститься близько 1 кг кальцію. 99% зосереджено в кістках і зубах. Решта 1% керує серцебиттям і роботою м'язів.
Сталактити в печерах — це кальцій, який крапля за краплею осідав із води тисячі років. Деякі ростуть лише на 1 см за століття.
Кальцій горить яскравим оранжево-червоним полум'ям. Саме тому його сполуки додають у феєрверки для отримання помаранчевого кольору.
Білі скелі Дувра у Британії — це мільйони років спресованих черепашок. Усі вони складаються з карбонату кальцію.
Без іонів кальцію (Ca²⁺) нерви не змогли б передавати сигнали. Кожен ваш рух і думка потребують кальцію.