Calcio (metallo)
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| Generalità | |||||||||
| Nome, Simbolo, Numero atomico | calcio, Ca, 20 | ||||||||
| Serie | metalli alcalino terrosi | ||||||||
| Gruppo, Periodo, Blocco | 2 (IIA), 4, s | ||||||||
| Densità, Durezza | 1550 kg/m3, 1,75 | ||||||||
| Aspetto | bianco argenteo Immagine mancante Ca,20.jpg aspetto del calcio | ||||||||
| Proprietà atomiche | |||||||||
| Peso atomico | 40,078 amu | ||||||||
| Raggio atomico (calc.) | 180 (194) pm | ||||||||
| Raggio covalente | 174 pm | ||||||||
| Raggio di van der Waals | n.d. | ||||||||
| Configurazione elettronica | [Ar]4s2 | ||||||||
| e- per livello energetico | 2, 8, 8, 2 | ||||||||
| Stati di ossidazione | 2 (base forte) | ||||||||
| Struttura cristallina | Cubica a facce centrate | ||||||||
| Proprietà fisiche | |||||||||
| Stato della materia | solido (paramagnetico) | ||||||||
| Punto di fusione | 1115 K (842°C) | ||||||||
| Punto di ebollizione | 1757 K (1484°C) | ||||||||
| Volume molare | 26,20 × 10-6 m3/mol | ||||||||
| Calore di evaporazione | 153,6 kJ/mol | ||||||||
| Calore di fusione | 8,54 kJ/mol | ||||||||
| Tensione di vapore | 254 Pa a 1112 K | ||||||||
| Velocità del suono | 3810 m/s a 293,15 K | ||||||||
| Miscellaneous | |||||||||
| Elettronegatività | 1,00 (scala di Pauling) | ||||||||
| Calore specifico | 632 J/(kg*K) | ||||||||
| Conducibilità elettrica | 29,8 × 106/(m·ohm) | ||||||||
| Conducibilità termica | 201 W/(m*K) | ||||||||
| Energia di prima ionizzazione | 589,8 kJ/mol | ||||||||
| Energia di seconda ionizzazione | 1145,4 kJ/mol | ||||||||
| Energia di terza ionizzazione | 4912,4 kJ/mol | ||||||||
| Isotopi più stabili | |||||||||
| iso | NA | TD | DM | DE | DP | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 40Ca | 96,941% | Ca è stabile con 20 neutroni | |||||||
| 41Ca | sintetico | 103.000 anni | ε | 0,421 | 41K | ||||
| 42Ca | 0,647% | Ca è stabile con 22 neutroni | |||||||
| 43Ca | 0,135% | Ca è stabile con 23 neutroni | |||||||
| 44Ca | 2,086% | Ca è stabile con 24 neutroni | |||||||
| 46Ca | 0,004% | Ca è stabile con 26 neutroni | |||||||
| 48Ca | 0,187% | >6 × 1018 anni | β- | 4,272 | 48Ti | ||||
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iso = isotopo | |||||||||
Il calcio è l'elemento chimico di numero atomico 20. Il suo simbolo è Ca. Il Calcio è un metallo alcalino terroso tenero, grigio, usato come agente riducente nell'estrazione mineraria di torio, uranio e zirconio. È il quinto elemento in ordine di abbondanza nella crosta terrestre, ed è essenziale per tutta la vita sulla terra.
| Indice |
Caratteristiche
Si ottiene per elettrolisi dal fluoruro di calcio, e brucia con fiamma giallo-arancio; se esposto all'aria si riveste di uno strato di nitrato di calcio. Reagisce con l'acqua spostando l'idrogeno e formando idrossido di calcio.
Applicazioni
Il calcio è un importante componente di una dieta equilibrata. Una mancanza di calcio rallenta la formazione e la crescita delle ossa e dei denti, e provoca il loro indebolimento: viceversa, un eccesso di calcio nella dieta porta alla formazione di calcoli renali. La vitamina D è necessaria all'organismo per assorbire il calcio dagli alimenti. I latticini sono una ottima fonte di calcio.
Per altre informazioni sul ruolo del calcio negli organismi viventi, vedi Il calcio in biologia.
Altri usi del calcio:
- Agente riducente nell'estrazione mineraria di torio, uranio e zirconio.
- Come Deossidante, desolforante o decarburante per varie leghe ferrose e non ferrose.
- Come agente legante nella produzione di molte leghe di alluminio, berillio, rame, piombo e magnesio.
- È un costituente del cementi e delle malte usate in edilizia.
Storia
(dal Latino calx, Calce) La calce era già nota e usata dai Romani fin dal I secolo, ma il calcio come elemento non fu scoperto fino al 1808. Dopo aver appreso che Berzelius e Pontin avevano preparato amalgama di calcio elettrolizzando la calce nel mercurio, Humphry Davy fu in grado di isolare il metallo puro.
Abbondanza
Il calcio è il quinto elemento per abbondanza nella crosta terrestre (di cui costituisce il 3% ed è parte essenziale di foglie, ossa, denti e gusci di conchiglie. A causa della sua reattività chimica con l'acqua, il calcio puro non è reperibile in natura, tranne che in alcuni organismi viventi dove lo ione Ca2+ gioca un ruolo chiave nella fisiologia cellulare. Questo elemento metallico si trova in grandi quantità nel calcare, nel gesso e nella fluorite, tutte rocce di cui è un componente fondamentale. L'apatite è fluorofosfato o clorofosfato di calcio. L'elettrolisi del cloruro di calcio fuso (CaCl2) può essere usata per ottenere calcio puro metallico secondo le seguenti reazioni:
catodo: Ca>2+* + 2e- --> Ca
anodo: Cl-* --> ½Cl2 (gas) + e-
Composti
La Calce viva (CaO) si usa in molti processi di raffinamento chimico e si ottiene riscaldando il calcare per decomporre il carbonato di calcio che lo costituisce. Da questa, la comune calce si ottiene aggiungendo lentamente acqua. Mescolando calce e sabbia si ottiene la malta, che solidifica combinandosi lentamente con l'anidride carbonica dell'aria. Insieme ad altri composti, la calce viva costituisce anche il cemento Portland.
Quando l'acqua scorre attraverso rocce calcaree o altre rocce carbonatiche, ne scioglie una piccola parte e crea caverne e caratteristiche strutture, le stalattiti e lestalagmiti. Uscendo da queste caverne, l'acqua è satura di carbonati e per questo è detta dura.
Altri importanti composti del calcio sono nitrato di calcio, solfato di calcio, cloruro di calcio, carburo di calcio, cianammide di calcio e ipoclorito di calcio.
Isotopi
Il calcio ha sei isotopi stabili, di cui due reperibili in natura: il 40Ca (97%, stabile) e il 41Ca (3%, radioattivo con emivita di 103.000 anni. Il 40Ca, insieme con 40Ar, è uno dei prodotti del decadimento del 40K. Mentre la datazione K-Ar si usa frequentemente in geologia, la grande abbondanza di Ca impedisce di usare il 40Ca per la datazione delle rocce; tuttavia sono state sviluppate tecniche di datazione K-Ca basate su spettrometri di massa in grado di risolvere il doppio picco di diluizione isotopica. Diversamente dagli altri isotopi cosmogenici prodotti nell'alta atmosfera, il 41Ca è prodotto per attivazione neutronica del 40Ca: la maggior parte della produzione di 40Ca avviene nel primo metro di spessore del suolo, dove il flusso di neutroni cosmici è ancora abbastanza intenso. Il 41Ca è stato attentamente studiato in astrofisica, perché decade in 41K, un importante indicatore di anomalie del sistema solare.
Vedi anche: Malattie del metabolismo del calcio
Precauzioni
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