Кальций (Ca)
Щелочноземельный металлТвёрдое тело
Стандартный атомный вес
40.078 uЭлектронная конфигурация
[Ar] 4s2Температура плавления
841.85 °C (1115 K)Температура кипения
1483.85 °C (1757 K)Плотность
1540 kg/m³Степени окисления
+1, +2Электроотрицательность (Полинг)
1Энергия ионизации (1-я)
Год открытия
1808Атомный радиус
180 pmДополнительно
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
Химические
Термодинамические
Ядерные
Распространённость
Реакционная способность
N/A
Кристаллическая структура
Электронная структура
Идентификаторы
Электронная конфигурация Measured
Ca: 4s²[Ar] 4s²1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s²Модель атома
Изотопы меняют число нейтронов, массу и стабильность — но не электронную конфигурацию нейтрального атома.
Схематическая модель атома, не в масштабе.
Атомный отпечаток
Спектр испускания / поглощения
Распределение изотопов
| Массовое число | Атомная масса (а.е.м.) | Природная распространённость | Период полураспада |
|---|---|---|---|
| 42 Стабильный | 41,95861783 ± 0,00000016 | 0.6470% | Стабильный |
| 43 Стабильный | 42,95876644 ± 0,00000024 | 0.1350% | Стабильный |
| 44 Стабильный | 43,95548156 ± 0,00000035 | 2.0860% | Стабильный |
| 46 Стабильный | 45,953689 ± 0,0000024 | 0.0040% | Стабильный |
Фазовое состояние
Причина: на 816.9 °C ниже точки плавления (841.85 °C)
Схематично, не в масштабе
Точки фазовых переходов
Энергии переходов
Энергия для плавления 1 моля при tплав
Энергия для испарения 1 моля при tкип
Энергия для возгонки 1 моля при tвозг
Плотность
При нормальных условиях
При нормальных условиях
Атомные спектры
Показано 10 из 20 Атомные спектры. Сортировка по заряду иона (по возрастанию).
Состав спектральных линий ?
| Ion | Заряд | Total lines | Transition probabilities | Level designations |
|---|---|---|---|---|
| Ca I | 0 | 206 | 136 | 137 |
| Ca II | +1 | 149 | 99 | 99 |
| Ca III | +2 | 676 | 530 | 676 |
| Ca IV | +3 | 40 | 3 | 3 |
| Ca V | +4 | 53 | 18 | 18 |
| Ca VI | +5 | 20 | 18 | 20 |
| Ca VII | +6 | 18 | 18 | 18 |
| Ca VIII | +7 | 6 | 6 | 6 |
| Ca IX | +8 | 26 | 26 | 26 |
| Ca X | +9 | 25 | 25 | 25 |
Состав энергетических уровней ?
| Ion | Заряд | Levels |
|---|---|---|
| Ca I | 0 | 787 |
| Ca II | +1 | 72 |
| Ca III | +2 | 182 |
| Ca IV | +3 | 71 |
| Ca V | +4 | 40 |
| Ca VI | +5 | 32 |
| Ca VII | +6 | 27 |
| Ca VIII | +7 | 38 |
| Ca IX | +8 | 72 |
| Ca X | +9 | 52 |
Ионные радиусы
| Заряд | Координация | Спин | Радиус |
|---|---|---|---|
| +2 | 6 | N/A | 100 пм |
| +2 | 7 | N/A | 106 пм |
| +2 | 8 | N/A | 112.00000000000001 пм |
| +2 | 9 | N/A | 118 пм |
| +2 | 10 | N/A | 123 пм |
| +2 | 12 | N/A | 134 пм |
Соединения
Изотопы (4)
| Массовое число | Атомная масса (а.е.м.) | Природная распространённость | Период полураспада | Режим распада | |
|---|---|---|---|---|---|
| 42 Стабильный | 41,95861783 ± 0,00000016 | 0.6470% ± 0.0230% | Стабильный | stable | |
| 43 Стабильный | 42,95876644 ± 0,00000024 | 0.1350% ± 0.0100% | Стабильный | stable | |
| 44 Стабильный | 43,95548156 ± 0,00000035 | 2.0860% ± 0.1100% | Стабильный | stable | |
| 46 Стабильный | 45,953689 ± 0,0000024 | 0.0040% ± 0.0030% | Стабильный | stable |
Спектральные линии
Показано 50 из 247 Спектральные линии. По умолчанию показаны только спектральные линии с измеренной интенсивностью.
| Длина волны (нм) | Интенсивность | Стадия ионизации | Тип | Переход | Точность | Источник | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 408.1762 нм | 1000 | Ca III | emission | 3s2.3p5.4s 1P* → 3s2.3p5.4p 3S | Измерено | NIST | |
| 449.9885 нм | 1000 | Ca III | emission | 3s2.3p5.(2P*<1/2>).4d 2[5/2]* → 3s2.3p5.(2P*<1/2>).4f 2[7/2] | Измерено | NIST | |
| 420.7216 нм | 800 | Ca III | emission | 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[3/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[5/2] | Измерено | NIST | |
| 430.2803 нм | 800 | Ca III | emission | 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[7/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[9/2] | Измерено | NIST | |
| 439.9584 нм | 800 | Ca III | emission | 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[7/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[9/2] | Измерено | NIST | |
| 423.3736 нм | 700 | Ca III | emission | 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[9/2] → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).5g 2[11/2]* | Измерено | NIST | |
| 440.6286 нм | 700 | Ca III | emission | 3s2.3p5.(2P*<1/2>).4d 2[5/2]* → 3s2.3p5.(2P*<1/2>).4f 2[7/2] | Измерено | NIST | |
| 451.6586 нм | 700 | Ca III | emission | 3s2.3p5.(2P*<1/2>).4d 2[3/2]* → 3s2.3p5.(2P*<1/2>).4f 2[5/2] | Измерено | NIST | |
| 457.2125 нм | 700 | Ca III | emission | 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[5/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[7/2] | Измерено | NIST | |
| 424.0742 нм | 600 | Ca III | emission | 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[9/2] → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).5g 2[11/2]* | Измерено | NIST | |
| 443.129 нм | 600 | Ca III | emission | 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[5/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[7/2] | Измерено | NIST | |
| 415.3566 нм | 500 | Ca III | emission | 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[1/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[3/2] | Измерено | NIST | |
| 418.42 нм | 500 | Ca III | emission | 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[1/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[3/2] | Измерено | NIST | |
| 428.4388 нм | 500 | Ca III | emission | 3s2.3p5.(2P*<1/2>).4f 2[7/2] → 3s2.3p5.(2P*<1/2>).5g 2[9/2]* | Измерено | NIST | |
| 432.9182 нм | 490 | Ca III | emission | 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[7/2] → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).5g 2[9/2]* | Измерено | NIST | |
| 433.3566 нм | 480 | Ca III | emission | 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[7/2] → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).5g 2[9/2]* | Измерено | NIST | |
| 416.4302 нм | 430 | Ca III | emission | 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[3/2] → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).5g 2[5/2]* | Измерено | NIST | |
| 417.565 нм | 410 | Ca III | emission | 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[7/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[7/2] | Измерено | NIST | |
| 427.189 нм | 410 | Ca III | emission | 3s2.3p5.(2P*<1/2>).4f 2[5/2] → 3s2.3p5.(2P*<1/2>).5g 2[7/2]* | Измерено | NIST | |
| 435.8366 нм | 410 | Ca III | emission | 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[3/2]* → 3s2.3p5.(2P*<1/2>).4f 2[5/2] | Измерено | NIST | |
| 421.3132 нм | 400 | Ca III | emission | 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[1/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[3/2] | Измерено | NIST | |
| 413.6247 нм | 390 | Ca III | emission | 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[3/2] → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).5g 2[5/2]* | Измерено | NIST | |
| 427.9722 нм | 360 | Ca III | emission | 3s2.3p5.(2P*<1/2>).4f 2[7/2] → 3s2.3p5.(2P*<1/2>).5g 2[9/2]* | Измерено | NIST | |
| 430.1494 нм | 290 | Ca III | emission | 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[3/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[3/2] | Измерено | NIST | |
| 429.0071 нм | 280 | Ca III | emission | 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[5/2] → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).5g 2[7/2]* | Измерено | NIST | |
| 427.8215 нм | 270 | Ca III | emission | 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[7/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[7/2] | Измерено | NIST | |
| 430.101 нм | 240 | Ca III | emission | 3s2.3p5.(2P*<1/2>).4f 2[5/2] → 3s2.3p5.(2P*<1/2>).5g 2[7/2]* | Измерено | NIST | |
| 393.3663 нм | 230 | Ca II | emission | 3p6.4s 2S → 3p6.4p 2P* | Измерено | NIST | |
| 394.9609 нм | 230 | Ca III | emission | 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[5/2]* → 3s2.3p5.(2P*<1/2>).4f 2[7/2] | Измерено | NIST | |
| 396.8469 нм | 220 | Ca II | emission | 3p6.4s 2S → 3p6.4p 2P* | Измерено | NIST | |
| 427.3875 нм | 200 | Ca III | emission | 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[7/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[7/2] | Измерено | NIST | |
| 527.1979 нм | 170 | Ca III | emission | 3s2.3p5.(2P*<3/2>).5p 2[5/2] → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).5d 2[7/2]* | Измерено | NIST | |
| 403.8502 нм | 160 | Ca III | emission | 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[1/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[5/2] | Измерено | NIST | |
| 382.376 нм | 150 | Ca III | emission | 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[7/2]* → 3s2.3p5.(2P*<1/2>).4f 2[7/2] | Измерено | NIST | |
| 448.4948 нм | 150 | Ca III | emission | 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[5/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[5/2] | Измерено | NIST | |
| 470.8836 нм | 150 | Ca III | emission | 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[5/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[5/2] | Измерено | NIST | |
| 471.6287 нм | 130 | Ca III | emission | 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[5/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[9/2] | Измерено | NIST | |
| 606.9998 нм | 110 | Ca III | emission | 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[7/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).5p 2[5/2] | Измерено | NIST | |
| 524.7373 нм | 100 | Ca III | emission | 3s2.3p5.(2P*<3/2>).5p 2[5/2] → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).5d 2[7/2]* | Измерено | NIST | |
| 393.0884 нм | 90 | Ca III | emission | 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[5/2]* → 3s2.3p5.(2P*<1/2>).4f 2[5/2] | Измерено | NIST | |
| 485.9165 нм | 90 | Ca III | emission | 3s2.3p5.(2P*<3/2>).5p 2[5/2] → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).6s 2[3/2]* | Измерено | NIST | |
| 500.8939 нм | 90 | Ca III | emission | 3s2.3p5.(2P*<3/2>).5p 2[1/2] → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).5d 2[1/2]* | Измерено | NIST | |
| 532.1287 нм | 90 | Ca III | emission | 3s2.3p5.(2P*<3/2>).5p 2[3/2] → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).5d 2[5/2]* | Измерено | NIST | |
| 434.0345 нм | 80 | Ca III | emission | 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[7/2] → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).5g 2[7/2]* | Измерено | NIST | |
| 441.3732 нм | 80 | Ca III | emission | 3s2.3p5.(2P*<1/2>).4d 2[5/2]* → 3s2.3p5.(2P*<1/2>).4f 2[5/2] | Измерено | NIST | |
| 450.8788 нм | 80 | Ca III | emission | 3s2.3p5.(2P*<1/2>).4d 2[3/2]* → 3s2.3p5.(2P*<1/2>).4f 2[7/2] | Измерено | NIST | |
| 463.2855 нм | 80 | Ca III | emission | 3s2.3p5.(2P*<1/2>).5p 2[3/2] → 3s2.3p5.(2P*<1/2>).5d 2[3/2]* | Измерено | NIST | |
| 501.9971 нм | 80 | Ca II | emission | 3p6.5p 2P* → 3p6.6d 2D | Измерено | NIST | |
| 505.0089 нм | 80 | Ca III | emission | 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[3/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4f 2[5/2] | Измерено | NIST | |
| 557.0601 нм | 80 | Ca III | emission | 3s2.3p5.(2P*<3/2>).4d 2[3/2]* → 3s2.3p5.(2P*<3/2>).5p 2[3/2] | Измерено | NIST |
Расширенные свойства
Ковалентные радиусы (расш.)
Радиусы Ван-дер-Ваальса
Атомные и металлические радиусы
Шкалы нумерации
Шкалы электроотрицательности
Поляризуемость и дисперсия
Параметры Мидемы
Риск поставок и экономика
Фазовые переходы и аллотропы
| Температура плавления | 1115.15 K |
| Температура кипения | 1757.15 K |
Категории степеней окисления
Расширенные справочные данные
Константы экранирования (6)
| n | Орбиталь | σ |
|---|---|---|
| 1 | s | 0.527 |
| 2 | p | 3.9586 |
| 2 | s | 6.2236 |
| 3 | p | 11.3417 |
| 3 | s | 10.3985 |
| 4 | s | 15.602 |
Детализация кристаллических радиусов (6)
| Заряд | CN | Спин | rcrystal (pm) | Источник |
|---|---|---|---|---|
| 2 | VI | 114 | ||
| 2 | VII | 120 | ||
| 2 | VIII | 126 | ||
| 2 | IX | 132 | ||
| 2 | X | 137 | calculated, | |
| 2 | XII | 148 | calculated, |
Режимы распада изотопов (50)
| Изотоп | Режим | Интенсивность |
|---|---|---|
| 33 | p | — |
| 34 | 2p | — |
| 35 | B+ | 100% |
| 35 | B+p | 95.8% |
| 35 | 2p | 4.2% |
| 36 | B+ | 100% |
| 36 | B+p | 51.2% |
| 37 | B+ | 100% |
| 37 | B+p | 76.8% |
| 38 | B+ | 100% |
Факторы рассеяния X‑лучей (504)
| Энергия (eV) | f₁ | f₂ |
|---|---|---|
| 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 |
Дополнительные данные
Estimated Crustal Abundance
The estimated element abundance in the earth's crust.
4.15×104 milligrams per kilogram
Источники (1)
Estimated Oceanic Abundance
The estimated element abundance in the earth's oceans.
4.12×102 milligrams per liter
Источники (1)
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)
- [6] Calcium https://periodic.lanl.gov/20.shtml
Источники
(9)
Data deposited in or computed by PubChem
The half-life and atomic mass data was provided by the Atomic Mass Data Center at the International Atomic Energy Agency.
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.
The information are cited from Pure Appl. Chem. 2018; 90(12): 1833-2092, https://doi.org/10.1515/pac-2015-0703.
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/
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.
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
This section provides all form of data related to element Calcium.
The element property data was retrieved from publications.

