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Ca 20

Calcium (Ca)

alkaline-earth-metal
周期: 4 族: 2 ブロック: s

Solid

標準原子量

40.078 u

電子配置

[Ar] 4s2

融点

841.85 °C

沸点

1483.85 °C

密度

1540 kg/m³

酸化数

+1, +2

電気陰性度(Pauling)

1

第1イオン化エネルギー

6.113155 eV

発見年

1808

原子半径

180 pm

詳細

名称の由来 Latin: calx, calcis (lime).
発見国 England
発見者 Sir Humphrey Davy

Calcium is an alkaline earth metal and the fifth most abundant element in Earth’s crust by mass. It is highly reactive as a free metal but widespread in stable minerals, especially carbonates, sulfates, phosphates, and silicates. Calcium chemistry is dominated by the Ca²⁺ ion, which is hard, strongly hydrated, and central to limestone formation, cement chemistry, seawater buffering, bones, teeth, shells, and many cellular signaling processes.

The metal has a silvery color, is rather hard, and is prepared by electrolysis of fused chloride and calcium fluoride (to lower the melting point).

Chemically it is one of the alkaline earth elements; it readily forms a white coating of nitride in air, reacts with water, burns with a yellow-red flame.

The name derives from the Latin calx for "lime" (CaO) or "limestone" (CaCO3) in which it was found. It was first isolated by British chemist Humphry Davy in 1808 with help from the Swedish chemist Jöns Jacob Berzelius and the Swedish court physician M. M. af Pontin.

Although calcium is the fifth most abundant element in the earth's crust, it is never found free in nature since it easily forms compounds by reacting with oxygen and water. Metallic calcium was first isolated by Sir Humphry Davy in 1808 through the electrolysis of a mixture of lime (CaO) and mercuric oxide (HgO). Today, metallic calcium is obtained by displacing calcium atoms in lime with atoms of aluminum in hot, low-pressure containers. About 4.2% of the earth's crust is composed of calcium.

From the Latin word calx, lime. Though lime was prepared by the Romans in the first century under the name calx, the metal was not discovered until 1808. After learning that Berzelius and Pontin prepared calcium amalgam by electrolyzing lime in mercury, Davy was able to isolate the impure metal.

画像

性質

物理的性質

原子半径(経験値)
180 pm 全元素の原子半径(経験値)を比較 →
共有結合半径
176 pm 全元素の共有結合半径を比較 →
ファンデルワールス半径
231 pm 全元素のファンデルワールス半径を比較 →
金属半径
174 pm 全元素の金属半径を比較 →
密度
1540 kg/m³ 全元素の密度を比較 →
モル体積
0.0299 L/mol
標準温度・圧力(STP)での相
固体 全元素の標準温度・圧力(STP)での相を比較 →
融点
841.85 °C 全元素の融点を比較 →
沸点
1483.85 °C 全元素の沸点を比較 →
比熱容量
0.647 J/(g·K) 全元素の比熱容量を比較 →
モル熱容量
25.929 J/(mol·K) 全元素のモル熱容量を比較 →
結晶構造
面心立方構造 全元素の結晶構造を比較 →

化学的性質

電気陰性度(Pauling)
1 全元素の電気陰性度(Pauling)を比較 →
電気陰性度(Allen)
1.034
電子親和力
0.0245 eV
第1イオン化エネルギー
6.113155 eV 全元素の第1イオン化エネルギーを比較 →
第2イオン化エネルギー
11.87176 eV 全元素の第2イオン化エネルギーを比較 →
第3イオン化エネルギー
50.913335 eV 全元素の第3イオン化エネルギーを比較 →
第4イオン化エネルギー
67.273432 eV 全元素の第4イオン化エネルギーを比較 →
第5イオン化エネルギー
84.34029 eV 全元素の第5イオン化エネルギーを比較 →
酸化数
+1, +2 全元素の酸化数を比較 →
価電子
2 全元素の価電子を比較 →
電子配置
[Ar] 4s2

熱力学的性質

融解熱
0.08851117 eV 全元素の融解熱を比較 →
蒸発熱
1.603358 eV 全元素の蒸発熱を比較 →
昇華熱
1.846919 eV
原子化熱
1.846919 eV
原子化エンタルピー
1.842773 eV

原子核

陽子数
20 全元素の陽子数を比較 →
中性子数
24 全元素の中性子数を比較 →
既知の同位体
29 全元素の既知の同位体を比較 →
安定同位体
4 全元素の安定同位体を比較 →
最も安定な同位体
Ca-44
発見年
1808

存在度

存在度(地殻)
4.15e+4 mg/kg 全元素の存在度(地殻)を比較 →
存在度(海洋)
412 mg/L 全元素の存在度(海洋)を比較 →

結晶構造

格子定数a
558 pm

電子構造

各電子殻の電子数
2, 8, 8, 2 全元素の各電子殻の電子数を比較 →

識別子

CAS登録番号
7440-70-2 全元素のCAS登録番号を比較 →
項記号
1S0
InChI
InChI=1S/Ca
InChI Key
OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N

電子配置 測定値

イオンの電荷
陽子 20
電子 20
電荷 中性
電子配置 Ca: 4s²
電子配置
測定値
[Ar] 4s²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s²
軌道図
1s
2/2
2s
2/2
2p
6/6
3s
2/2
3p
6/6
4s
2/2
総電子数: 20 不対電子: 0

原子モデル

陽子 20
中性子 24
電子 20
質量数 44
安定性 安定

同位体によって中性子数、質量、安定性は変わりますが、中性原子の電子配置は変わりません。

模式的な原子モデルです。実際の縮尺とは異なります。

原子の指紋

発光/吸収スペクトル

25 / 50 (50 強度データあり:50本)
測定値
発光 可視光:380–750 nm

同位体分布

442.0860%420.6470%430.1350%460.0040%質量数天然存在比(%)
質量数原子質量(u)天然存在比半減期
42 安定41.95861783 ± 0.000000160.6470%安定
43 安定42.95876644 ± 0.000000240.1350%安定
44 安定43.95548156 ± 0.000000352.0860%安定
46 安定45.953689 ± 0.00000240.0040%安定
測定値

相/状態

1 atm / 101.325 kPa
固体 25 °C (298.15 K)

理由: 融点(841.85 °C)より816.9 °C低い

融点 841.85 °C
沸点 1483.85 °C
融点との差(下) 816.9 °C
0 K 現在の温度: 25 °C 6000 K
相変化図

模式図、実際の縮尺とは異なります

固体
液体
気体
融解
沸騰
25°C
固体
液体
気体
現在

相転移点

融点 文献値
841.85 °C
沸点 文献値
1483.85 °C
現在の相 計算値
固体

相転移エネルギー

融解熱 文献値
0.08851117 eV

融点で1 molを融解させるのに必要なエネルギー

蒸発熱 文献値
1.603358 eV

沸点で1 molを蒸発させるのに必要なエネルギー

昇華熱 文献値
1.846919 eV

昇華点で1 molを昇華させるのに必要なエネルギー

密度

基準密度 文献値
1540 kg/m³

標準条件下

現在の密度 計算値
1540 kg/m³

標準条件下

原子スペクトル

全20件中10件を表示しています。 イオンの電荷の昇順で並べています。

スペクトル線データの収録状況 ?

イオン電荷スペクトル線の総数遷移確率準位の表記
Ca I 0206136137
Ca II +11499999
Ca III +2676530676
Ca IV +34033
Ca V +4531818
Ca VI +5201820
Ca VII +6181818
Ca VIII +7666
Ca IX +8262626
Ca X +9252525
NISTスペクトル線データの収録状況 →

準位データの収録状況 ?

イオン電荷準位
Ca I 0787
Ca II +172
Ca III +2182
Ca IV +371
Ca V +440
Ca VI +532
Ca VII +627
Ca VIII +738
Ca IX +872
Ca X +952
NIST準位データの収録状況 →
20 Ca 40.078

Calcium — 原子軌道可視化ツール

[Ar]4s2
エネルギー準位 2 8 8 2
酸化数 +1, +2
HOMO 4s n=4 · l=0 · m=0
Calcium — 原子軌道可視化ツールのプレビュー
Three.jsは必要な場合にのみ読み込まれます
20 Ca 40.078

Calcium — 結晶構造可視化ツール

Face-Centered Cubic · ピアソン記号 cF4
実験値
ピアソン記号 cF4
配位数 12
充填率 74.000%
Calcium — 結晶構造可視化ツールのプレビュー
Three.jsは必要な場合にのみ読み込まれます

イオン半径

電荷配位スピン半径
+26データなし100 pm
+27データなし106 pm
+28データなし112.00000000000001 pm
+29データなし118 pm
+210データなし123 pm
+212データなし134 pm

化合物

Ca+2
40.080 u
Ca
40.080 u
Ca
39.963 u
Ca
44.956 u
Ca
46.955 u
Ca
40.962 u
Ca
41.959 u
Ca
42.959 u
Ca
47.953 u
Ca
43.955 u
Ca+2
44.956 u
Ca
45.954 u
Ca
48.956 u
Ca+2
46.955 u
Ca+2
42.959 u

同位体 (4)

質量数原子質量(u)天然存在比半減期崩壊形式
42 安定41.95861783 ± 0.000000160.6470% ± 0.0230%安定
stable
43 安定42.95876644 ± 0.000000240.1350% ± 0.0100%安定
stable
44 安定43.95548156 ± 0.000000352.0860% ± 0.1100%安定
stable
46 安定45.953689 ± 0.00000240.0040% ± 0.0030%安定
stable
42 安定
原子質量(u) 41.95861783 ± 0.00000016
天然存在比 0.6470% ± 0.0230%
半減期 安定
崩壊形式
stable
43 安定
原子質量(u) 42.95876644 ± 0.00000024
天然存在比 0.1350% ± 0.0100%
半減期 安定
崩壊形式
stable
44 安定
原子質量(u) 43.95548156 ± 0.00000035
天然存在比 2.0860% ± 0.1100%
半減期 安定
崩壊形式
stable
46 安定
原子質量(u) 45.953689 ± 0.0000024
天然存在比 0.0040% ± 0.0030%
半減期 安定
崩壊形式
stable

スペクトル線

全247件中50件を表示しています。 初期設定では、強度の測定値があるスペクトル線のみを表示します。

波長(nm)強度電離段階種類遷移精度出典
408.1762 nm1000Ca IIIemission3s2.3p5.4s 1P* → 3s2.3p5.4p 3S測定値NIST
449.9885 nm1000Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<1/2>).4d 2[5/2]* → 3s2.3p5.(2P*<1/2>).4f 2[7/2]測定値NIST
420.7216 nm800Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[3/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[5/2]測定値NIST
430.2803 nm800Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[7/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[9/2]測定値NIST
439.9584 nm800Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[7/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[9/2]測定値NIST
423.3736 nm700Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[9/2] → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).5g 2[11/2]*測定値NIST
440.6286 nm700Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<1/2>).4d 2[5/2]* → 3s2.3p5.(2P*<1/2>).4f 2[7/2]測定値NIST
451.6586 nm700Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<1/2>).4d 2[3/2]* → 3s2.3p5.(2P*<1/2>).4f 2[5/2]測定値NIST
457.2125 nm700Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[5/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[7/2]測定値NIST
424.0742 nm600Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[9/2] → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).5g 2[11/2]*測定値NIST
443.129 nm600Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[5/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[7/2]測定値NIST
415.3566 nm500Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[1/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[3/2]測定値NIST
418.42 nm500Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[1/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[3/2]測定値NIST
428.4388 nm500Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<1/2>).4f 2[7/2] → 3s2.3p5.(2P*<1/2>).5g 2[9/2]*測定値NIST
432.9182 nm490Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[7/2] → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).5g 2[9/2]*測定値NIST
433.3566 nm480Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[7/2] → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).5g 2[9/2]*測定値NIST
416.4302 nm430Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[3/2] → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).5g 2[5/2]*測定値NIST
417.565 nm410Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[7/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[7/2]測定値NIST
427.189 nm410Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<1/2>).4f 2[5/2] → 3s2.3p5.(2P*<1/2>).5g 2[7/2]*測定値NIST
435.8366 nm410Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[3/2]* → 3s2.3p5.(2P*<1/2>).4f 2[5/2]測定値NIST
421.3132 nm400Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[1/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[3/2]測定値NIST
413.6247 nm390Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[3/2] → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).5g 2[5/2]*測定値NIST
427.9722 nm360Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<1/2>).4f 2[7/2] → 3s2.3p5.(2P*<1/2>).5g 2[9/2]*測定値NIST
430.1494 nm290Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[3/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[3/2]測定値NIST
429.0071 nm280Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[5/2] → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).5g 2[7/2]*測定値NIST
427.8215 nm270Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[7/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[7/2]測定値NIST
430.101 nm240Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<1/2>).4f 2[5/2] → 3s2.3p5.(2P*<1/2>).5g 2[7/2]*測定値NIST
393.3663 nm230Ca IIemission3p6.4s 2S → 3p6.4p 2P*測定値NIST
394.9609 nm230Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[5/2]* → 3s2.3p5.(2P*<1/2>).4f 2[7/2]測定値NIST
396.8469 nm220Ca IIemission3p6.4s 2S → 3p6.4p 2P*測定値NIST
427.3875 nm200Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[7/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[7/2]測定値NIST
527.1979 nm170Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).5p 2[5/2] → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).5d 2[7/2]*測定値NIST
403.8502 nm160Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[1/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[5/2]測定値NIST
382.376 nm150Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[7/2]* → 3s2.3p5.(2P*<1/2>).4f 2[7/2]測定値NIST
448.4948 nm150Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[5/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[5/2]測定値NIST
470.8836 nm150Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[5/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[5/2]測定値NIST
471.6287 nm130Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[5/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[9/2]測定値NIST
606.9998 nm110Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[7/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).5p 2[5/2]測定値NIST
524.7373 nm100Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).5p 2[5/2] → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).5d 2[7/2]*測定値NIST
393.0884 nm90Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[5/2]* → 3s2.3p5.(2P*<1/2>).4f 2[5/2]測定値NIST
485.9165 nm90Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).5p 2[5/2] → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).6s 2[3/2]*測定値NIST
500.8939 nm90Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).5p 2[1/2] → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).5d 2[1/2]*測定値NIST
532.1287 nm90Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).5p 2[3/2] → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).5d 2[5/2]*測定値NIST
434.0345 nm80Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[7/2] → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).5g 2[7/2]*測定値NIST
441.3732 nm80Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<1/2>).4d 2[5/2]* → 3s2.3p5.(2P*<1/2>).4f 2[5/2]測定値NIST
450.8788 nm80Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<1/2>).4d 2[3/2]* → 3s2.3p5.(2P*<1/2>).4f 2[7/2]測定値NIST
463.2855 nm80Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<1/2>).5p 2[3/2] → 3s2.3p5.(2P*<1/2>).5d 2[3/2]*測定値NIST
501.9971 nm80Ca IIemission3p6.5p 2P* → 3p6.6d 2D測定値NIST
505.0089 nm80Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[3/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[5/2]測定値NIST
557.0601 nm80Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[3/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).5p 2[3/2]測定値NIST

詳細な性質

共有結合半径(詳細)

共有結合半径(Pyykkö)
171 pm
共有結合半径(Pyykkö、二重結合)
147 pm
共有結合半径(Pyykkö、三重結合)
133 pm
共有結合半径(Bragg)
170 pm

ファンデルワールス半径

Truhlar
231 pm
Batsanov
240 pm
Alvarez
262 pm
UFF
339.9 pm
MM3
281 pm

原子半径と金属半径

原子半径(Rahm)
270 pm
金属半径(C12)
197 pm

番号付けの尺度

Mendeleev
7
Pettifor
16
Glawe
16

電気陰性度の尺度

Ghosh
0
Miedema
3
Gunnarsson–Lundqvist
3
Robles–Bartolotti
2

分極率と分散

双極子分極率
160.8 a.u.
双極子分極率(不確かさ)
4 a.u.
C₆
2163 Ha·Bohr6
C₆ (Gould–Bučko)
2230 Ha·Bohr6

ミーデマパラメータ

ミーデマモル体積
26.2 cm3/mol
ミーデマ電子密度
1

供給リスクと経済性

生産集中度
65
相対供給リスク
6
政治的安定性(最大生産国)
24

相転移と同素体

融点1115.15 K
沸点1757.15 K

酸化数の分類

+1 extended
+2 main

専門参考データ

遮蔽定数 (6)
n軌道σ
1s0.527
2p3.9586
2s6.2236
3p11.3417
3s10.3985
4s15.602
結晶半径の詳細 (6)
電荷CNスピンrcrystal (pm)由来
2VI114
2VII120
2VIII126
2IX132
2X137calculated,
2XII148calculated,
同位体の崩壊形式 (50)
同位体モード強度
33p—
342p—
35B+100%
35B+p95.8%
352p4.2%
36B+100%
36B+p51.2%
37B+100%
37B+p76.8%
38B+100%
X線散乱因子 (504)
エネルギー (eV)f₁f₂
10—0.0428
10.1617—0.04527
10.3261—0.04788
10.4931—0.05063
10.6628—0.05355
10.8353—0.05663
11.0106—0.05989
11.1886—0.06334
11.3696—0.06634
11.5535—0.06922

追加データ

Sources

Sources of this element.

Calcium, a metallic element, is fifth in abundance in the earth's crust, of which it forms more than 3%. It is an essential constituent of leaves, bones, teeth, and shells. Never found in nature uncombined, it occurs abundantly as limestone, gypsum, and fluorite. Apatite is the fluorophosphate or chlorophosphate of calcium.

参考文献 (1)

参考文献

(9)
2 Atomic Mass Data Center (AMDC), International Atomic Energy Agency (IAEA)
Ca

The half-life and atomic mass data was provided by the Atomic Mass Data Center at the International Atomic Energy Agency.

3 IUPAC Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights (CIAAW)
Calcium

Element data are cited from the Atomic weights of the elements (an IUPAC Technical Report). The IUPAC periodic table of elements can be found at https://iupac.org/what-we-do/periodic-table-of-elements/. Additional information can be found within IUPAC publication doi:10.1515/pac-2015-0703 Copyright © 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry.

4 IUPAC Periodic Table of the Elements and Isotopes (IPTEI)

The information are cited from Pure Appl. Chem. 2018; 90(12): 1833-2092, https://doi.org/10.1515/pac-2015-0703.

ライセンスに関する注記: Copyright (c) 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry. The International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) contribution within Pubchem is provided under a CC-BY-NC-ND 4.0 license, unless otherwise stated.
5 Jefferson Lab, U.S. Department of Energy
Calcium

Thomas Jefferson National Accelerator Facility (Jefferson Lab) is one of 17 national laboratories funded by the U.S. Department of Energy. The lab's primary mission is to conduct basic research of the atom's nucleus using the lab's unique particle accelerator, known as the Continuous Electron Beam Accelerator Facility (CEBAF). For more information visit https://www.jlab.org/

ライセンスに関する注記: Please see citation and linking information: https://education.jlab.org/faq/index.html
6 Los Alamos National Laboratory, U.S. Department of Energy
Calcium

The periodic table at the LANL (Los Alamos National Laboratory) contains basic element information together with the history, source, properties, use, handling and more. The provenance data may be found from the link under the source name.

7 NIST Physical Measurement Laboratory
Calcium

The periodic table contains NIST's critically-evaluated data on atomic properties of the elements. The provenance data that include data for atomic spectroscopy, X-ray and gamma ray, radiation dosimetry, nuclear physics, and condensed matter physics may be found from the link under the source name. Ref: https://www.nist.gov/pml/atomic-spectra-database

8 PubChem Elements
Calcium

This section provides all form of data related to element Calcium.

9 PubChem Elements
Calcium

The element property data was retrieved from publications.

最終更新:

データ検証済み:

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