← К таблице
Ca 20

Кальций (Ca)

Щелочноземельный металл
Период: 4 Группа: 2 Блок: s

Твёрдое тело

Стандартный атомный вес

40.078 u

Электронная конфигурация

[Ar] 4s2

Температура плавления

841.85 °C (1115 K)

Температура кипения

1483.85 °C (1757 K)

Плотность

1540 kg/m³

Степени окисления

+1, +2

Электроотрицательность (Полинг)

1

Энергия ионизации (1-я)

Год открытия

1808

Атомный радиус

180 pm

Дополнительно

Происхождение названия Латинское: calx, calcis (известь).
Страна открытия Англия
Первооткрыватели сэр Хамфри Дэви

Кальций — это щёлочноземельный металл и пятый по распространённости элемент земной коры по массе. Как свободный металл он очень реакционноспособен, но широко распространён в устойчивых минералах, особенно карбонатах, сульфатах, фосфатах и силикатах. Химия кальция определяется ионом Ca²⁺, который жёсткий, сильно гидратируется и играет центральную роль в образовании известняка, химии цемента, буферировании морской воды, костях, зубах, раковинах и многих клеточных сигнальных процессах.

Металл имеет серебристый цвет, довольно твёрдый, и получают его электролизом расплавленного хлорида и фторида кальция (для понижения температуры плавления).

Химически он относится к щёлочноземельным элементам; на воздухе легко образует белую плёнку нитрида, реагирует с водой, горит жёлто-красным пламенем.

Название происходит от латинского calx, означающего «известь» (CaO) или «известняк» (CaCO3), в котором он был найден. Впервые он был выделен британским химиком Хамфри Дэви в 1808 году при помощи шведского химика Йёнса Якоба Берцелиуса и шведского придворного врача М. М. аф Понтин.

Хотя кальций является пятым по распространенности элементом в земной коре, в природе он никогда не встречается в свободном виде, поскольку легко образует соединения, реагируя с кислородом и водой. Металлический кальций впервые был выделен сэром Хамфри Дэви в 1808 году путем электролиза смеси извести (CaO) и оксида ртути (HgO). Сегодня металлический кальций получают, вытесняя атомы кальция в извести атомами алюминия в горячих сосудах при низком давлении. Около 4,2% земной коры состоит из кальция.

От латинского слова calx, известь. Хотя известь была получена римлянами в I веке под названием calx, металл был открыт только в 1808 году. Узнав, что Берцелиус и Понтин приготовили кальциевую амальгаму путем электролиза извести в ртути, Дэви смог выделить нечистый металл.

Изображения

Свойства

Физические

Атомный радиус (эмпир.) 180 pm
Ковалентный радиус 176 pm
Радиус Ван-дер-Ваальса 231 pm
Металлический радиус 174 pm
Плотность
Молярный объём 0.0299 L/mol
Агрегатное состояние (НУ) solid
Температура плавления 841.85 °C
Температура кипения 1483.85 °C
Удельная теплоёмкость 0.647 Дж/(г·К)
Молярная теплоёмкость 25.929 Дж/(моль·К)
Кристаллическая структура fcc

Химические

Электроотрицательность (Полинг) 1
Электроотрицательность (Аллен) 1.034
Сродство к электрону
Энергия ионизации (1-я)
Энергия ионизации (2-я)
Энергия ионизации (3-я)
Энергия ионизации (4-я)
Энергия ионизации (5-я)
Степени окисления +1, +2
Валентные электроны 2
Электронная конфигурация
Электронная конфигурация (сокр.)

Термодинамические

Теплота плавления 0.08851117 eV
Теплота парообразования 1.603358 eV
Теплота возгонки 1.846919 eV
Теплота атомизации 1.846919 eV
Энтальпия атомизации

Ядерные

Стабильные изотопы 3
Год открытия 1808

Распространённость

Распространённость (земная кора) 4.150e+4 мг/кг
Распространённость (океан)

Реакционная способность

N/A

Кристаллическая структура

Параметр решётки a 558 pm

Электронная структура

Электронов на оболочке 2, 8, 8, 2

Идентификаторы

Номер CAS 7440-70-2
Термный символ
InChI InChI=1S/Ca
InChI Key OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N

Электронная конфигурация Measured

Заряд иона
Протоны 20
Электроны 20
Заряд Neutral
Конфигурация Ca: 4s²
Electron configuration
Measured
[Ar] 4s²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s²
Orbital diagram
1s
2/2
2s
2/2
2p
6/6
3s
2/2
3p
6/6
4s
2/2
Всего электронов: 20 Неспаренных: 0

Модель атома

Protons 20
Neutrons 24
Electrons 20
Mass number 44
Stability Стабильный

Изотопы меняют число нейтронов, массу и стабильность — но не электронную конфигурацию нейтрального атома.

Схематическая модель атома, не в масштабе.

Атомный отпечаток

Спектр испускания / поглощения

25 / 50 (50 with intensity)
Measured
Испускание Видимый: 380–750 нм

Распределение изотопов

442.0860%420.6470%430.1350%460.0040%Массовое числоПриродная распространённость (%)
Массовое числоАтомная масса (а.е.м.)Природная распространённостьПериод полураспада
42 Стабильный41,95861783 ± 0,000000160.6470%Стабильный
43 Стабильный42,95876644 ± 0,000000240.1350%Стабильный
44 Стабильный43,95548156 ± 0,000000352.0860%Стабильный
46 Стабильный45,953689 ± 0,00000240.0040%Стабильный
Measured

Фазовое состояние

1 атм / 101,325 кПа
Твёрдое 25 °C (298.15 K)

Причина: на 816.9 °C ниже точки плавления (841.85 °C)

Температура плавления 841.85 °C
Температура кипения 1483.85 °C
Ниже точки плавления на 816.9 °C
0 K Текущая температура: 25 °C 6000 K
Шкала фаз

Схематично, не в масштабе

Solid
Liquid
Gas
Melting
Boiling
25°C
Твёрдое
Жидкое
Газообразное
Текущая

Точки фазовых переходов

Температура плавления Literature
841.85 °C
Температура кипения Literature
1483.85 °C
Текущая фаза Calculated
Твёрдое

Энергии переходов

Теплота плавления Literature
0.08851117 eV

Энергия для плавления 1 моля при tплав

Теплота испарения Literature
1.603358 eV

Энергия для испарения 1 моля при tкип

Теплота возгонки Literature
1.846919 eV

Энергия для возгонки 1 моля при tвозг

Плотность

Справочная плотность Literature
1540 kg/m³

При нормальных условиях

Текущая плотность Calculated
1540 kg/m³

При нормальных условиях

Атомные спектры

Показано 10 из 20 Атомные спектры. Сортировка по заряду иона (по возрастанию).

Состав спектральных линий ?

IonЗарядTotal linesTransition probabilitiesLevel designations
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 Lines Holdings →

Состав энергетических уровней ?

IonЗарядLevels
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 Levels Holdings →
20 Ca 40.078

Calcium — Визуализатор атомных орбиталей

[Ar]4s2
Уровни энергии 2 8 8 2
Степени окисления +1, +2
HOMO 4s n=4 · l=0 · m=0
Calcium — превью визуализатора атомных орбиталей
Three.js загружается только по запросу
20 Ca 40.078

Calcium — Визуализатор кристаллической структуры

Face-Centered Cubic · Pearson cF4
Экспериментальные
Pearson cF4
Коорд. № 12
Упаковка 74.000%
Calcium — превью визуализатора кристаллической решётки
Three.js загружается только по запросу

Ионные радиусы

ЗарядКоординацияСпинРадиус
+26N/A100 пм
+27N/A106 пм
+28N/A112.00000000000001 пм
+29N/A118 пм
+210N/A123 пм
+212N/A134 пм

Соединения

Ca+2
40.080 а.е.м.
Ca
40.080 а.е.м.
Ca
39.963 а.е.м.
Ca
44.956 а.е.м.
Ca
46.955 а.е.м.
Ca
40.962 а.е.м.
Ca
41.959 а.е.м.
Ca
42.959 а.е.м.
Ca
47.953 а.е.м.
Ca
43.955 а.е.м.
Ca+2
44.956 а.е.м.
Ca
45.954 а.е.м.
Ca
48.956 а.е.м.
Ca+2
46.955 а.е.м.
Ca+2
42.959 а.е.м.

Изотопы (4)

Массовое числоАтомная масса (а.е.м.)Природная распространённостьПериод полураспадаРежим распада
42 Стабильный41,95861783 ± 0,000000160.6470% ± 0.0230%Стабильный
stable
43 Стабильный42,95876644 ± 0,000000240.1350% ± 0.0100%Стабильный
stable
44 Стабильный43,95548156 ± 0,000000352.0860% ± 0.1100%Стабильный
stable
46 Стабильный45,953689 ± 0,00000240.0040% ± 0.0030%Стабильный
stable
42 Стабильный
Атомная масса (а.е.м.) 41,95861783 ± 0,00000016
Природная распространённость 0.6470% ± 0.0230%
Период полураспада Стабильный
Режим распада
stable
43 Стабильный
Атомная масса (а.е.м.) 42,95876644 ± 0,00000024
Природная распространённость 0.1350% ± 0.0100%
Период полураспада Стабильный
Режим распада
stable
44 Стабильный
Атомная масса (а.е.м.) 43,95548156 ± 0,00000035
Природная распространённость 2.0860% ± 0.1100%
Период полураспада Стабильный
Режим распада
stable
46 Стабильный
Атомная масса (а.е.м.) 45,953689 ± 0,0000024
Природная распространённость 0.0040% ± 0.0030%
Период полураспада Стабильный
Режим распада
stable

Спектральные линии

Показано 50 из 247 Спектральные линии. По умолчанию показаны только спектральные линии с измеренной интенсивностью.

Длина волны (нм)ИнтенсивностьСтадия ионизацииТипПереходТочностьИсточник
408.1762 нм1000Ca IIIemission3s2.3p5.4s 1P* → 3s2.3p5.4p 3SИзмереноNIST
449.9885 нм1000Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<1/2>).4d 2[5/2]* → 3s2.3p5.(2P*<1/2>).4f 2[7/2]ИзмереноNIST
420.7216 нм800Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[3/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[5/2]ИзмереноNIST
430.2803 нм800Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[7/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[9/2]ИзмереноNIST
439.9584 нм800Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[7/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[9/2]ИзмереноNIST
423.3736 нм700Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[9/2] → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).5g 2[11/2]*ИзмереноNIST
440.6286 нм700Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<1/2>).4d 2[5/2]* → 3s2.3p5.(2P*<1/2>).4f 2[7/2]ИзмереноNIST
451.6586 нм700Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<1/2>).4d 2[3/2]* → 3s2.3p5.(2P*<1/2>).4f 2[5/2]ИзмереноNIST
457.2125 нм700Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[5/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[7/2]ИзмереноNIST
424.0742 нм600Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[9/2] → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).5g 2[11/2]*ИзмереноNIST
443.129 нм600Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[5/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[7/2]ИзмереноNIST
415.3566 нм500Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[1/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[3/2]ИзмереноNIST
418.42 нм500Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[1/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[3/2]ИзмереноNIST
428.4388 нм500Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<1/2>).4f 2[7/2] → 3s2.3p5.(2P*<1/2>).5g 2[9/2]*ИзмереноNIST
432.9182 нм490Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[7/2] → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).5g 2[9/2]*ИзмереноNIST
433.3566 нм480Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[7/2] → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).5g 2[9/2]*ИзмереноNIST
416.4302 нм430Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[3/2] → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).5g 2[5/2]*ИзмереноNIST
417.565 нм410Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[7/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[7/2]ИзмереноNIST
427.189 нм410Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<1/2>).4f 2[5/2] → 3s2.3p5.(2P*<1/2>).5g 2[7/2]*ИзмереноNIST
435.8366 нм410Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[3/2]* → 3s2.3p5.(2P*<1/2>).4f 2[5/2]ИзмереноNIST
421.3132 нм400Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[1/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[3/2]ИзмереноNIST
413.6247 нм390Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[3/2] → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).5g 2[5/2]*ИзмереноNIST
427.9722 нм360Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<1/2>).4f 2[7/2] → 3s2.3p5.(2P*<1/2>).5g 2[9/2]*ИзмереноNIST
430.1494 нм290Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[3/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[3/2]ИзмереноNIST
429.0071 нм280Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[5/2] → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).5g 2[7/2]*ИзмереноNIST
427.8215 нм270Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[7/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[7/2]ИзмереноNIST
430.101 нм240Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<1/2>).4f 2[5/2] → 3s2.3p5.(2P*<1/2>).5g 2[7/2]*ИзмереноNIST
393.3663 нм230Ca IIemission3p6.4s 2S → 3p6.4p 2P*ИзмереноNIST
394.9609 нм230Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[5/2]* → 3s2.3p5.(2P*<1/2>).4f 2[7/2]ИзмереноNIST
396.8469 нм220Ca IIemission3p6.4s 2S → 3p6.4p 2P*ИзмереноNIST
427.3875 нм200Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[7/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[7/2]ИзмереноNIST
527.1979 нм170Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).5p 2[5/2] → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).5d 2[7/2]*ИзмереноNIST
403.8502 нм160Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[1/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[5/2]ИзмереноNIST
382.376 нм150Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[7/2]* → 3s2.3p5.(2P*<1/2>).4f 2[7/2]ИзмереноNIST
448.4948 нм150Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[5/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[5/2]ИзмереноNIST
470.8836 нм150Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[5/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[5/2]ИзмереноNIST
471.6287 нм130Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[5/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[9/2]ИзмереноNIST
606.9998 нм110Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[7/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).5p 2[5/2]ИзмереноNIST
524.7373 нм100Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).5p 2[5/2] → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).5d 2[7/2]*ИзмереноNIST
393.0884 нм90Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[5/2]* → 3s2.3p5.(2P*<1/2>).4f 2[5/2]ИзмереноNIST
485.9165 нм90Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).5p 2[5/2] → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).6s 2[3/2]*ИзмереноNIST
500.8939 нм90Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).5p 2[1/2] → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).5d 2[1/2]*ИзмереноNIST
532.1287 нм90Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).5p 2[3/2] → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).5d 2[5/2]*ИзмереноNIST
434.0345 нм80Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[7/2] → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).5g 2[7/2]*ИзмереноNIST
441.3732 нм80Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<1/2>).4d 2[5/2]* → 3s2.3p5.(2P*<1/2>).4f 2[5/2]ИзмереноNIST
450.8788 нм80Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<1/2>).4d 2[3/2]* → 3s2.3p5.(2P*<1/2>).4f 2[7/2]ИзмереноNIST
463.2855 нм80Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<1/2>).5p 2[3/2] → 3s2.3p5.(2P*<1/2>).5d 2[3/2]*ИзмереноNIST
501.9971 нм80Ca IIemission3p6.5p 2P* → 3p6.6d 2DИзмереноNIST
505.0089 нм80Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[3/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[5/2]ИзмереноNIST
557.0601 нм80Ca IIIemission3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[3/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).5p 2[3/2]ИзмереноNIST

Расширенные свойства

Ковалентные радиусы (расш.)

Ковалентный радиус (Пюккё)  
Ковалентный радиус (Пюккё, двойная связь)  
Ковалентный радиус (Пюккё, тройная связь)  
Ковалентный радиус (Брэгг)  

Радиусы Ван-дер-Ваальса

Truhlar  
Batsanov  
Alvarez  
UFF  
MM3  

Атомные и металлические радиусы

Атомный радиус (Рам)  
Металлический радиус (C12)  

Шкалы нумерации

Mendeleev
Pettifor
Glawe

Шкалы электроотрицательности

Ghosh
Miedema
Gunnarsson–Lundqvist
Robles–Bartolotti

Поляризуемость и дисперсия

Дипольная поляризуемость  
Дипольная поляризуемость (погр.)  
C₆  
C₆ (Gould–Bučko)  

Параметры Мидемы

Молярный объём Мидемы  
Электронная плотность Мидемы

Риск поставок и экономика

Концентрация производства
Относительный риск поставок
Политическая стабильность (топ-производитель)

Фазовые переходы и аллотропы

Температура плавления1115.15 K
Температура кипения1757.15 K

Категории степеней окисления

+1 extended
+2 main

Расширенные справочные данные

Константы экранирования (6)
nОрбитальσ
1s0.527
2p3.9586
2s6.2236
3p11.3417
3s10.3985
4s15.602
Детализация кристаллических радиусов (6)
ЗарядCNСпинrcrystal (pm)Источник
2VI114
2VII120
2VIII126
2IX132
2X137calculated,
2XII148calculated,
Режимы распада изотопов (50)
ИзотопРежимИнтенсивность
33p
342p
35B+100%
35B+p95.8%
352p4.2%
36B+100%
36B+p51.2%
37B+100%
37B+p76.8%
38B+100%
Факторы рассеяния X‑лучей (504)
Энергия (eV)f₁f₂
100.0428
10.16170.04527
10.32610.04788
10.49310.05063
10.66280.05355
10.83530.05663
11.01060.05989
11.18860.06334
11.36960.06634
11.55350.06922

Дополнительные данные

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.

Источники (1)

Источники

(9)
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.

Примечание к лицензии: 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/

Примечание к лицензии: 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.

Последнее обновление:

Данные проверены:

Содержимое проверено на основе последних научных данных.