簡介
編輯鈣是一種化學元素,符號為Ca,原子序數為20。作為堿土金屬,鈣是一種活性金屬,暴露在空氣中會形成深色的氧化氮化物層。它的物理和化學性質與其較重的同系物鍶和鋇最相似。它是地殼中第五豐富的元素,也是第三豐富的金屬,僅次于鐵和鋁。地球上最常見的鈣化合物是碳酸鈣,存在于石灰石和早期海洋生物的化石殘余物中;石膏、硬石膏、螢石和磷灰石也是鈣的來源。該名稱源自拉丁文鈣石灰,它是通過加熱石灰石獲得的。
有些鈣化合物為古人所知,但直到 17 世紀它們的化學性質才為人所知。1808 年,漢弗萊·戴維通過電解其氧化物分離出純鈣,并為該元素命名。鈣化合物廣泛用于許多行業:在食品和藥物中補充鈣,在造紙工業中用作漂白劑,作為水泥和電絕緣體的成分,以及在肥皂的制造中。另一方面,由于其高反應性,純金屬的應用很少。盡管如此,它仍然少量用作煉鋼中的合金成分,有時作為鈣鉛合金用于制造汽車電池。
鈣是人體中含量最多的金屬,也是含量第五多的元素。 作為電解質,鈣離子(Ca2+)在生物體和細胞的生理生化過程中起著至關重要的作用:在信號轉導通路中充當第二信使; 神經元釋放神經遞質; 收縮所有類型的肌肉細胞; 作為許多酶的輔助因子; 和施肥。 細胞外的鈣離子對于維持可興奮細胞膜之間的電位差、蛋白質合成和骨形成很重要。
特點
編輯分類
鈣是一種延展性極強的銀色金屬(有時被描述為淡黃色),其性質與其族中較重的元素鍶、鋇和鐳非常相似。 一個鈣原子有 20 個電子,以電子構型 [Ar]4s2 排列。與元素周期表第 2 族的其他元素一樣,鈣在最外層的 s 軌道上有兩個價電子,它們很容易在化學反應中丟失,形成具有惰性氣體穩定電子構型的雙正離子。
因此,鈣在其化合物中幾乎總是二價的,通常是離子的。假設的單價鈣鹽相對于它們的元素是穩定的,但不會歧化成二價鹽和鈣金屬,因為 MX2 的生成焓比假設的 MX 高得多。發生這種情況是因為與假設的 Ca+ 陽離子相比,電荷更高的 Ca2+ 陽離子提供的晶格能量大得多。
鍶、鋇、鐳一向被認為是堿土金屬; 較輕的鈹和鎂,也屬于元素周期表的第 2 族,通常也包括在內。然而,鈹和鎂在物理和化學行為上與該族其他成員有很大不同:它們的行為分別更像鋁和鋅,并且具有一些較弱的金屬元素。
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