Calcio
El calcio es un metal alcalinotérreo y se conoce desde la prehistoria. Fue descubierto en 1787 por Antoine Lavoisier y se aisló en forma pura en 1808. El calcio es un nutriente importante para el cuerpo humano.
Descubrimiento e historia
La historia del calcio se remonta al año 7000 a.C., cuando el calcio en forma de cal se utilizaba como yeso para hacer estatuas y como material de construcción. El nombre de calcio deriva de la palabra «calx», que en latín significa cal. Otra forma de calcio, el sulfato de calcio, que se denomina yeso, se utilizó en la construcción de la Gran Pirámide egipcia de Giza. Más tarde, en 1787, Antoine Lavoisier consideró la cal como un óxido de un nuevo elemento químico. El calcio fue aislado por primera vez por Sir Humphry Davy en 1808 en Inglaterra. Para ello, electrizó una mezcla de cal y óxido de mercurio. Otros científicos, Magnus Pontin y Jöns Jacob Berzelius también produjeron una amalgama de calcio tras realizar la electrólisis de una mezcla de cal y óxido de mercurio.
Calcio
| Clasificación de la tabla periódica | Grupo 2 Periodo 4 |
|---|---|
| Estado a 20C | Sólido |
| Color | Platagris |
| Configuración de los electrones | 4s2 |
| Número de electrones | 20 |
| Número de protones | 20 |
| Cáscara de electrones | 2, 8, 8, 2 |
| Densidad | 1.55 g.cm-3 a 20°C |
| Número atómico | 20 |
| Masa atómica | 40,08 g.mol -1 |
| Electronegatividad según Pauling | 1,00 |
Ocurrencia
El calcio es muy reactivo y no se presenta en forma libre. Se presenta en la corteza terrestre en forma de carbonato, sulfato, fluoruro, silicato y borato. El carbonato de calcio se encuentra en el mármol, la tiza, la caliza y la calcita. El sulfato de calcio (CaSO4) aparece en la anhidrita y el yeso, el fluoruro de calcio en la fluorita (CaF2) y el fosfato de calcio en la apatita. El calcio también se encuentra en numerosos silicatos y aluminosilicatos. Casi todas las aguas naturales, incluida el agua de mar, contienen carbonato de calcio y sulfato de calcio, o ambos. Muchos organismos concentran compuestos de calcio en sus conchas o esqueletos. Por ejemplo, el carbonato de calcio se forma en las conchas de las ostras y en los esqueletos de los corales.
Características físicas
Sus propiedades físicas y químicas son las más parecidas al estroncio y al bario. Es el quinto elemento más abundante en la corteza terrestre y el tercer metal más abundante, después del hierro y el aluminio. El número atómico del calcio es 20 y su peso atómico es 40,078. La densidad del calcio es de 1,55 gramos por centímetro cúbico. Su punto de fusión es de 842 °C y su punto de ebullición es de 1494 °C. El calcio es más duro que el plomo, pero se puede cortar con un cuchillo con esfuerzo. El calcio es peor conductor de la electricidad que el cobre o el aluminio (en volumen), pero es mejor conductor en masa debido a su bajísima densidad. Reacciona con el oxígeno atmosférico, lo que hace desfavorable su uso en la mayoría de las aplicaciones, pero se está considerando su uso en el espacio.
Características químicas
La química del calcio es similar a la del metal alcalinotérreo pesado. El metal reacciona lentamente con el oxígeno, el vapor de agua y el nitrógeno del aire para formar una capa amarilla de óxido, hidróxido y nitruro. Arde en el aire o en el oxígeno puro para formar el óxido y reacciona rápidamente con el agua caliente para producir gas hidrógeno e hidróxido de calcio. Al calentarse, el calcio reacciona con el hidrógeno, los halógenos, el boro, el azufre, el carbono y el fósforo. Aunque se puede comparar con el sodio como agente reductor, el calcio es más caro y menos reactivo que este último. Sin embargo, en muchas aplicaciones de desoxidación, reducción y desgasificación, se prefiere el calcio por su menor volatilidad y se utiliza para preparar cromo, torio, uranio, circonio y otros metales a partir de sus óxidos. El calcio metálico se disuelve directamente en amoníaco líquido para dar una solución de color azul oscuro. Debido al gran tamaño del ion Ca2+, son frecuentes los números de coordinación elevados.
Usos y significación
- El carbonato de calcio se toma como antiácido es eficaz para tratar la indigestión.
- La administración de gluconato de calcio por vía intravenosa puede revertir la hipercalemia, una condición en la que hay demasiado potasio en la sangre.
- La toma de calcio por vía oral es eficaz para tratar y prevenir la hipocalcemia. También se administra por vía intravenosa para tratar niveles muy bajos de calcio en el organismo.
- La toma de carbonato de calcio o acetato de calcio por vía oral es eficaz para controlar los niveles elevados de fosfato en la sangre, que se dan en personas con insuficiencia renal.
- La toma de calcio por vía oral es eficaz para prevenir la pérdida de masa ósea y tratar la osteoporosis.
- El calcio es un cofactor de muchas enzimas, por lo que es un componente vital del sistema biológico.
- El calcio afecta al músculo liso que rodea los vasos sanguíneos y hace que se relaje. Hay varios canales iónicos en la membrana de las células vivas que están controlados por el nivel de calcio en el cuerpo.
- Es importante señalar que el calcio no se absorbe fácilmente sin la presencia de vitamina D.
Isótopos
Hay seis isótopos naturales del calcio, entre ellos; Ca-40 es el más abundante (97 por ciento de la abundancia natural), Ca-44 (2 por ciento de la abundancia natural); Ca-42 (0.6 por ciento de la abundancia natural); Ca-48 es el más estable (0,2 por ciento de la abundancia natural); Ca-43 (0,1 por ciento de la abundancia natural); Ca-46 (0,004 por ciento de la abundancia natural). Es el primer elemento con baja densidad y con seis isótopos naturales.