Calci

Calci
	20Ca
	potassi←calci→escandi
Aspecte
	Gris apagat, platejat; ; Calci sòlid; ; ; Línies espectrals del calci
Propietats generals
Nom,símbol,nombre	Calci, Ca, 20
Categoria d'elements	Metalls alcalinoterris
Grup,període,bloc	2,4,s
Pes atòmic estàndard	40,078(4)
Configuració electrònica	[Ar] 4s2; 2, 8, 8, 2;
Propietats físiques
Fase	Sòlid
Densitat; (prop de lat. a.)	1,55 g·cm−3
Densitat del; líquid en elp. f.	1,378 g·cm−3
Punt de fusió	1.115K, 842 °C
Punt d'ebullició	1.757 K, 1.484 °C
Entalpia de fusió	8,54kJ·mol−1
Entalpia de vaporització	154,7 kJ·mol−1
Capacitat calorífica molar	25,929 J·mol−1·K−1
Pressió de vapor
Propietats atòmiques
Estats d'oxidació	+2,+1; (òxidbàsicfort)
Electronegativitat	1,00 (escala de Pauling)
Energies d'ionització; (més)	1a: 589,8 kJ·mol−1
	2a: 1.145,4 kJ·mol−1
	3a: 4.912,4 kJ·mol−1
Radi atòmic	197pm
Radi covalent	176±10pm
Radi de Van der Waals	231pm
Miscel·lània
Estructura cristal·lina	Cúbica centrada en la cara;
Ordenació magnètica	Diamagnètic
Resistivitat elèctrica	(20 °C) 33,6 nΩ·m
Conductivitat tèrmica	201 W·m−1·K−1
Dilatació tèrmica	(25 °C) 22,3 µm·m−1·K−1
Velocitat del so(barra prima)	(20 °C) 3.810 m·s−1
Mòdul d'elasticitat	20 GPa
Mòdul de cisallament	7,4 GPa
Mòdul de compressibilitat	17 GPa
Coeficient de Poisson	0,31
Duresa de Mohs	1,75
Duresa de Brinell	167 MPa
Nombre CAS	7440-70-2
Isòtops més estables
	Article principal:Isòtops del calci

Aquest article tracta sobre l'element químic. Vegeu-ne altres significats a «Calci (Itàlia)».

Elcalciés l'element químicde símbolCainombre atòmic20. Igual que els altresmetalls alcalinoterris,és unmetallreactiu que forma una capa d'òxid-nitrur de color fosc en ser exposat a l'aire. Les seves propietats físiques i químiques són similars a les dels seus homòlegs més pesants, l'estroncii elbari.Es tracta del cinquè element més abundant a l'escorça terrestrei el tercer metall més abundant, després delferroi l'alumini.El compost de calci més comú a la Terra és elcarbonat de calci,que es pot trobar en lapedra calcàriai les restesfòssilsd'organismes marins primitius. Entre les altres fonts de calci hi ha elguix,l'anhidrita,lafluoritai l'apatita.El seu nom deriva decalx,el nomllatíde lacalç,que s'obtenia escalfant la pedra calcària.

Malgrat que a l'edat antigaja es coneixien diversos compostos de calci, les seves propietats químiques no es posaren en clar fins al seglexvii.El 1808,Humphry Davyobtingué calci pur mitjançant l'electròlisidel seu òxid i batejà l'element. Els compostos de calci tenen un ús molt ampli en nombroses indústries: com asuplement de calcien el sector alimentari i farmacèutic, com a agent de blanqueig en laindústria paperera,com a component delcimenti els aïlladors elèctrics i en la fabricació desabó.

És unelement essencialper a la vida. Es calcula que entre un 1,5% i un 2% del pes d'una persona és calci, del qual el 99% es troba en elsossosi la resta enteixitsilíquids corporalsintervenint en elmetabolismecel·lular.

En la parla vulgar s'utilitza la veucalciper a referir-se a les sevessals(v.g., 'aquesta aigua té molt calci;en les canonades es diposita molt calci,etc.)^{[cal citació]}

Història

El calci va ser descobert el1808perHumphry Davyper mitjà d'electròlisid'unaamalgamademercurii calç. Davy va mesclar calç humitejada ambòxid de mercuri(HgO) que va col·locar sobre una làmina deplatí,l'ànode,i va submergir una part de mercuri en l'interior de la pasta que faria decàtode;per electròlisi va obtenir una amalgama que destil·lada va deixar un residu sòlid molt oxidable, encara que ni tan sols el mateix Davy estava molt segur d'haver obtingut calci pur; amb posterioritatBunsenel1854iMatthiessenel1856van obtenir el metall per electròlisi delclorur de calci(CaCl₂), iHenri Moissanva obtenir calci amb una puresa del 99% per electròlisi deliodur de calci(CaI₂). No obstant això, fins a principis del seglexxel calci només s'obtenia en laboratori.

Abundància i obtenció

És el cinquè element en abundància en l'escorça terrestre(3,6% en pes) però no es troba en estat nadiu sinó formant compostos amb gran interès industrial com elcarbonat(calcita,marbre,calcàriaidolomita) i elsulfat(algeps,alabastre) a partir dels quals s'obtenen lacalç viva,l'escaiola,elciment,etc.; altres minerals que el contenen sónfluorita(fluorur),apatita(fosfat) igranit(silicat).

El metall s'aïlla per electròlisi del clorur de calci (subproducte delprocés Solvay) fos:

Càtode:Ca²⁺+ 2e^-→ Ca
Ànode:Cl^-→ ½ Cl_{2 (gas)}+ e^-

Característiques principals

El calci és unmetall alcalinoterribla,mal·leableidúctilque crema amb flama roja formantòxid de calcii nitrur. Les superfícies recents són de color blanc platejat, però empal·lideixen ràpidament tornant-se lleugerament groguenques exposades a l'aire i en última instància grisa o blanques per la formació de l'hidròxid de calcial reaccionar amb la humitat ambiental. Reacciona violentament amb l'aigua per a formar l'hidròxid Ca(OH)₂ desprenenthidrogen.

Isòtops

El calci té sis isòtops estables dels quals el Ca-40 és el més abundant (97%). El Ca-40 i elAr-40 són productes de la desintegració delK-40, però mentre que el segon s'ha usat per a ladatacióengeologia,la prevalença de l'isòtop Ca-40 en la naturalesa ha impedit fer el mateix amb el calci.

A diferència d'altres isòtopscosmogènicsproduïts en l'atmosfera terrestre,el Ca-41 es produeix peractivació neutrónicadel Ca-40, de manera que se sintetitza en les capes més superficials delsòl,en les que el bombardeig de neutrons és prou intens. A més d'això, el Ca-41 ha rebut l'atenció dels científics perquè es desintegra en K-41, un indicador crític de les anomalies delsistema solar.

Aplicacions

Agent reductor en l'extracció d'altres metalls com l'urani,zirconiitori.
Desoxidant, desulfuritzador, o descarburitzador per a diversos aliatgesferrososi no ferrosos.
Agent d'aliatgeutilitzat en la producció d'alumini,beril·li,coure,plomimagnesi.

Paper biològic

El calci actua com a mediador intracel·lular complint una funció desegon missatger.Per exemple, elcatióCa²⁺intervé en la contracció delsmúsculs.També està implicat en la regulació d'algunsenzims cinasesque realitzen funcions defosforilació,per exemple laproteïna-cinasaC (PKC), i realitza unes funcions enzimàtiques semblants a les delmagnesien processos de transferència de fosfat (per exemple, l'enzimfosfolipasaA₂).

Algunes de les seves sals són prou insolubles, per exemple elsulfat(CaSO₄),carbonat(CaCO₃), oxalat, etc., i forma part de distintsbiominerals.Així, en el ser humà, està present en elsossosen forma d'hidroxiapatita càlcic,Ca₁₀(OH)₂(PO₄)₆, en lesdentscomfluorohidroxiapatita càlcic(alguns OH^-se substituïxen per F^-), o com a carbonat de calci en l'orella interna.Altres biominerals es troben presents enexoesquelets,en petxines o en la closca d'oude distints animals i en forma de distintes sals.

Una altra funció del calci està relacionada amb lacoagulacióde la sang, a través de la seva relació amb la proteïnaprotrombina.

És, per tant, un important component de ladieta.Laquantitat diària recomanadaper als adults oscil·la entre 800-1000mg,quantitat que ha d'incrementar-se durant el creixement (9-18 anys) i l'embaràsi lalactància,i després de lamenopausa,fins als 1200-1300 mg; els productes comercials especifiquen en el seu etiquetatge la quantitat de calci que proporcionen, expressada en tant per cent respecte a la c. d. r., perquè el consumidor sàpia si està ingerint la quantitat diària recomanada (en les situacions especials descrites hauria de consumir-se entorn d'un 130%). Productes rics en calci són lalleti elsderivats lactis(el calci dels quals és fàcilment absorbit), els vegetals (fesols,espinacs), els peixos que es mengen amb espina (sardina,anxova), etc. i els aliments enriquits amb calci.

La competència que s'establix entre certs minerals pot inhibir l'absorció del calci; així, calci imagnesicompetixen pels mateixos punts d'absorció, per la qual cosa aquelles persones que estiguen prenent suplements del segon hauran de tindre especial atenció amb l'aporte diari de calci.

El dèficit de calci és susceptible de provocarosteoporosiihipocalcèmia,mentre que el seu excés provocahipercalcèmia.

Referències

AWikimedia Commonshi ha contingut multimèdia relatiu a:Calci

↑Krieck,Sven;Görls,Helmar;Westerhausen,Matthias «Mechanistic Elucidation of the Formation of the Inverse Ca(I) Sandwich Complex [(thf)3Ca(μ-C6H3-1,3,5-Ph3)Ca(thf)3] and Stability of Aryl-Substituted Phenylcalcium Complexes».Journal of the American Chemical Society,132, 35, 2010, pàg. 100818110534020.DOI:10.1021/ja105534w.PMID:20718434.

Enllaços externs

Institut Nacional de Salut Infantil i Desenvolupament Humà, EUA(castellà)
Enciclopèdia Lliure - Calci(castellà)
webelements – Calci(anglès)
environmentalchemistry – Calci(anglès)

Viccionari

[West-1] Krieck,Sven;Görls,Helmar;Westerhausen,Matthias «Mechanistic Elucidation of the Formation of the Inverse Ca(I) Sandwich Complex [(thf)3Ca(μ-C6H3-1,3,5-Ph3)Ca(thf)3] and Stability of Aryl-Substituted Phenylcalcium Complexes».Journal of the American Chemical Society,132, 35, 2010, pàg. 100818110534020.DOI:10.1021/ja105534w.PMID:20718434.

[1]

Registres d'autoritat	BNE(1) BNF(1) GND(1) LCCN(1) NDL(1) NKC(1)
Bases d'informació	GEC(1)