Calciu este un metal alcalino-pământean și este cunoscut încă din preistorie. A fost descoperit în 1787 de Antoine Lavoisier și a fost izolat în formă pură în 1808. Calciul este un nutrient important pentru organismul uman.

Descoperire și istorie

Istoria calciului datează din anul 7000 î.Hr. când calciul sub formă de var a fost folosit ca tencuială pentru realizarea statuilor și ca material de construcție. Numele de calciu provine de la cuvântul „calx” care în latină înseamnă var. S-a constatat că o altă formă de calciu, sulfatul de calciu, care este denumit gips, a fost folosit la construcția Marii Piramide egiptene de la Giza. Mai târziu, în 1787, varul a fost considerat de Antoine Lavoisier ca fiind un oxid al unui element chimic nou. Calciul a fost izolat pentru prima dată de Sir Humphry Davy în 1808, în Anglia. El a electrolizat un amestec de var și oxid de mercur . Alți câțiva oameni de știință, Magnus Pontin și Jöns Jacob Berzelius au produs, de asemenea, un amalgam de calciu după ce au efectuat electroliza unui amestec de var și oxid de mercur.

Calciu

.

Occidență

Calciul este foarte reactiv și nu apare în formă liberă. Apare în scoarța terestră sub formă de carbonat, sulfat, fluorură, silicat și borat. Carbonatul de calciu se găsește în marmură, cretă, calcar și calcit. Sulfatul de calciu (CaSO4) apare în anhidrită și gips, fluorura de calciu în fluorină sau fluorit (CaF2), iar fosfatul de calciu apare în apatită. Calciul apare, de asemenea, în numeroși silicați și alumino-silicați. Aproape toate apele naturale, inclusiv apa de mare, conțin fie carbonat de calciu, fie sulfat de calciu, sau ambele. Multe organisme concentrează compuși de calciu în cochiliile sau scheletele lor. De exemplu, carbonatul de calciu se formează în cochiliile stridiilor și în scheletele coralilor.

Caracteristici fizice

Proprietățile sale fizice și chimice sunt cele mai asemănătoare cu cele ale stronțiului și bariului. Este al cincilea cel mai abundent element din scoarța terestră și al treilea cel mai abundent metal, după fier și aluminiu. Numărul atomic al calciului este 20, iar greutatea atomică este de 40,078. Densitatea calciului este de 1,55 grame pe centimetru cub. Punctul său de topire este de 842 °C, iar punctul de fierbere este de 1494 °C. Calciul este mai dur decât plumbul, dar poate fi tăiat cu un cuțit cu efort. Calciul este un conductor de electricitate mai slab decât cuprul sau aluminiul (ca volum), dar este un conductor mai bun ca masă datorită densității sale foarte scăzute. Reacționează cu oxigenul atmosferic, ceea ce face ca utilizarea sa să fie nefavorabilă în cele mai multe aplicații, dar utilizarea sa în spațiu este luată în considerare în acest sens.

Caracteristici chimice

Chimia calciului este similară cu cea a metalelor alcalino-pământoase grele. Metalul reacționează lent cu oxigenul, vaporii de apă și azotul din aer pentru a forma un strat galben de oxid, hidroxid și nitrură. Arde în aer sau în oxigen pur pentru a forma oxidul și reacționează rapid cu apa caldă pentru a produce hidrogen gazos și hidroxid de calciu. La încălzire, calciul reacționează cu hidrogenul, halogenii, borul, sulful, carbonul și fosforul. Deși se compară cu sodiul ca agent reducător, calciul este mai scump și mai puțin reactiv decât acesta din urmă. Cu toate acestea, în multe aplicații de dezoxidare, reducere și degasifiere, calciul este preferat datorită volatilității sale mai reduse și este utilizat pentru a prepara cromul, toriul, uraniul, zirconiul și alte metale din oxizii lor. Calciul metalic se dizolvă direct în amoniac lichid pentru a da o soluție albastru închis. Datorită dimensiunii mari a ionului Ca2+, sunt frecvente numerele mari de coordonare.

Utilizări și semnificație

• Carbonatul de calciu este luat ca antiacid este eficient pentru tratarea indigestiei.
• Administrarea gluconatului de calciu pe cale intravenoasă (prin IV) poate inversa hiperkaliemia, o afecțiune în care există prea mult potasiu în sânge.
• Administrarea de calciu pe cale orală este eficientă pentru tratarea și prevenirea hipocalcemiei. De asemenea, se administrează intravenos (prin IV) pentru tratarea nivelurilor foarte scăzute de calciu din organism.
• Insumarea carbonatului de calciu sau a acetatului de calciu pe cale orală este eficientă pentru controlul nivelurilor ridicate de fosfat din sânge, care este prezent la persoanele cu insuficiență renală.
• Insumarea calciului pe cale orală este eficientă pentru prevenirea pierderii de masă osoasă și tratarea osteoporozei.
• Calciul este un cofactor pentru multe enzime, ceea ce îl face să fie o componentă vitală a sistemului biologic.
• Calciul afectează mușchiul neted care înconjoară vasele de sânge și îl determină să se relaxeze. Există diverse canale ionice în membrana celulelor vii care sunt controlate de nivelul de calciu din organism.
• Este important de reținut că calciul nu este ușor de absorbit fără prezența vitaminei D.

Izotopii

Există șase izotopi naturali ai calciului, printre care; Ca-40 este cel mai abundent (97% din abundența naturală), Ca-44 (2% din abundența naturală); Ca-42 (0.6 la sută din abundența naturală); Ca-48 este cel mai stabil (0,2 la sută din abundența naturală); Ca-43 (0,1 la sută din abundența naturală); Ca-46 (0,004 la sută din abundența naturală). Este primul element care are o densitate scăzută și care are șase izotopi naturali.

.