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Index
Calcium
Calcium
Calcium ist ein chemisches Element im Periodensystem der Elemente mit dem Symbol Ca und der Ordnungszahl 20.
Das glänzende silberweiße, im hochreinen Zustand auch goldgelbe Metall begegnet uns in der Umwelt als Bestandteil von Kalk, Marmor, Kreide und anderen Mineralien.
Eigenschaften
| Kalium - Calcium - Scandium
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Mg
Ca
Sr
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Periodensystem
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| Allgemein
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| Name, Symbol, Ordnungszahl
| Calcium, Ca, 20
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| Serie | Erdalkalimetalle
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| Gruppe, Periode, Block
| 2 (IIA), 4, s
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| Dichte, Mohshärte
| 1550 kg/m3, 1.75
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| Aussehen | silbrig weiß
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| Atomar
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| Atomgewicht | 40.078 amu
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| Atomradius (berechnet) | 180 (194) pm
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| Kovalenter Radius | 174 pm
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| van der Waals-Radius | k.A.
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| Elektronenkonfiguration
| [Ar]4s2
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| e- 's pro Energieniveau
| 2, 8, 8, 2
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| Oxidationszustände (Oxid)
| 2 (stark basisch)
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| Kristallstruktur | kubisch flächenzentriert
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| Physikalisch
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| Aggregatzustand (Magnetismus)
| fest (paramagnetisch)
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| Schmelzpunkt
| 1115 K (842°C)
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| Siedepunkt | 1757 K (1484°C)
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| Molares Volumen
| 26.20 ×103 m3/mol
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| Verdampfungswärme | 153.6 kJ/mol
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| Schmelzwärme | 8.54 kJ/mol
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| Dampfdruck
| 254 Pa bei 1112 K
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| Schallgeschwindigkeit
| 3810 m/s bei 293.15 K
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| Verschiedenes
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| Elektronegativität | 1.00 (Pauling-Skala)
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| Spezifische Wärmekapazität
| 0.632 J/(kg*K)
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| Elektrische Leitfähigkeit | 29.8 106/m Ohm
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| Wärmeleitfähigkeit
| 201 W/(m*K)
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| 1. Ionisierungsenergie | 589.8 kJ/mol
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| 2. Ionisierungsenergie | 1145.4 kJ/mol
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| 3. Ionisierungsenergie | 4912.4 kJ/mol
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| Stabilste Isotope
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| Isotop
| NH
| t1/2
| ZM
| ZE MeV
| ZP
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| 40Ca | 96.941%
| Ca ist stabil mit 20 Neutronen
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| 41Ca
| {syn.}
| 103,000y | epsilon
| 0.421 | 41K
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| 42Ca | 0.647%
| Ca ist stabil mit 22 Neutronen
|
| 43Ca | 0.135%
| Ca ist stabil mit 23 Neutronen
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| 44Ca | 2.086%
| Ca ist stabil mit 24 Neutronen
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| 46Ca | 0.004%
| Ca ist stabil mit 26 Neutronen
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| 48Ca | 0.187% | >6×1018y
| beta- | 4.272 | 48Ti
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| NMR-Eigenschaften
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| 43Ca
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| Kernspin | -7/2
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| gamma | 1.8e7 rad/T
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| Empfindlichkeit | 0.0064
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| Larmorfrequenz bei B="4".7T
| 13.5 MHz
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SI-Einheiten und Standardbedingungen werden benutzt,
sofern nicht anders angegeben.
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Bemerkenswerte Eigenschaften
Calcium ist weich wie Blei und lässt sich schneiden. In trockner Luft läuft es schnell an. In Wasser reagiert es heftig unter Bildung von Calciumhydroxid und Wasserstoff. In Luft verbrennt es zu Calciumoxid und Calciumnitrid. Feinverteiltes Calcium ist selbstentzündlich.
Calcium gehört zu den Erdalkalimetallen und liegt in chemischen Verbindungen meist in der Oxidationsstufe +2 vor. Calcium-Ionen sind doppelt positiv geladen.
Anwendungen
Metallisches Calcium dient als Reduktionsmittel in der Metallurgie zur Herstellung von Metallen wie Thorium, Vanadium, Zirkonium, Yttrium und anderen seltenen Erdmetallen, als Desoxidationsmittel in der Stahl- und Aluminiumherstellung, als Legierungszusatz in Aluminium-, Beryllium-, Kupfer-, Blei- und Magnesiumlegierungen.
Ausgangsstoff zur Herstellung von Calciumhydrid.
Die technische Nutzung des Calciums erfolgt überwiegend in gebundener Form.
- Kalkstein ist einer der wichtigsten Rohstoffe der Industrie :
- Verschlackungsmittel in der Stahlherstellung. Der Verbrauch liegt bei 0,5t Kalkstein pro Tonne Stahl
- Ausgangsstoff zur Herstellung von gebranntem Kalk
- Kreide als Füllstoffe für Kunststoffe, zum Beispiel PVC. Ziel ist die Verbesserung der Steifigkeit und Schlagzähigkeit, sowie eine Verringerung der Schrumpfung. Die ebenfalls stark erhöhte thermische Leitfähigkeit erlaubt höhere Abeitstakte beim Extrudieren.
- Feinkörniges Calciumcarbonat dient als Füllstoff von hochwertigem, holzfreiem Papier
- Calciumsulfat (Gips) wird als Baustoff verwendet
- Calciumcarbid dient als Ausgangsstoff für chemische Synthesen und zur Herstellung von Kalkstickstoff-Dünger
- Calciumchlorid dient als Tau- und Trocknungsmittel sowie als Beton-Abbindebeschleuniger
Vorkommen
Calcium ist das fünft-häufigste Element der Erdkruste. Aufgrund seiner chemischen Reaktivität kommt es natürlich nur chemisch gebunden vor. Als essentieller Bestandteil der belebten Materie ist es am Aufbau von Blättern, Knochen, Zähnen und Muscheln beteiligt. Neben K+, Na+ spielt Ca2+ eine wichtige Rolle bei der Reizübertragung in Nervenzellen. Aber auch in anderen Zellen spielen Calcium-Ionen eine wichtige Rolle bei der Signaltransduktion.
Calciumhaltige Minerale wie Kalkstein und Gips sind vielfältig vorhanden. Die Herstellung des Metalls erfolgt unter Vakuum durch Reduktion von gebranntem Kalk mit Aluminiumpulver in der Hitze (Pidgeon Prozess). Weitere Reinigung erfolgt durch Destillation.
Verbindungen
- Apatit
- Calciumacetat
- Calciumcarbid
- Calciumfluorid
- Calciumglukonat (parentales Kalzium)
- Calciumhydroxid, gelöschter Kalk
- Calciumkarbonat, Kalk, Marmor
- Calciumoxid, gebrannter Kalk
- Calciumsulfat, Gips
Info: Dieser Artikel aus Wikipedia wird durch die GNU FDL lizenziert.
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| last Update 14.04.2008 © F.Dreßler / Design by Jürgen Asendorf |
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