元素的基本信息
元素符号：Ca
原子序数：20
中文名称及拼音：钙 gài
英文名称：Calcium
相对原子质量：40.078(4)
原子核外电子排布式：[Ar]4s2
重要的同位素及其天然丰度：40Ca 96.941(156)%，42Ca 0.647(23)%，
43Ca 0.135(10)%，44Ca 2.086(110)%，46Ca 0.004(3)%，48Ca 0.187(21)%
常见的同素异形体：—
地壳中的含量(mg·kg-1)：4.15×104
海洋中的含量(mg·L-1)：4.12×102
是否生命必需元素：是
人体中的含量(g，按照体重70kg计)：1000
人体中含量占体重百分数(%)：1.4
常见氧化态：0，+2
元素电负性：1.00
原子半径(pm)：197(CN=12)
离子半径(pm)：100(Ca2+，CN=6)，112(Ca2+，CN=8)，
135(Ca2+，CN=12)
元素第一电离能(kJ·mol-1)：589.83
元素第一电子亲和能(kJ·mol-1)：2.3687
原子序数：20
中文名称及拼音：钙 gài
英文名称：Calcium
相对原子质量：40.078(4)
原子核外电子排布式：[Ar]4s2
重要的同位素及其天然丰度：40Ca 96.941(156)%，42Ca 0.647(23)%，
43Ca 0.135(10)%，44Ca 2.086(110)%，46Ca 0.004(3)%，48Ca 0.187(21)%
常见的同素异形体：—
地壳中的含量(mg·kg-1)：4.15×104
海洋中的含量(mg·L-1)：4.12×102
是否生命必需元素：是
人体中的含量(g，按照体重70kg计)：1000
人体中含量占体重百分数(%)：1.4
常见氧化态：0，+2
元素电负性：1.00
原子半径(pm)：197(CN=12)
离子半径(pm)：100(Ca2+，CN=6)，112(Ca2+，CN=8)，
135(Ca2+，CN=12)
元素第一电离能(kJ·mol-1)：589.83
元素第一电子亲和能(kJ·mol-1)：2.3687
单质的基本物理量
化学式：Ca
熔点(°C)：842
沸点(°C)：1484
密度(g·cm-3)：1.378
比热容298.15K(mol-1·K-1)：25.9(s)
熔化热(kJ·mol-1)：8.54
汽化热(kJ·mol-1)：—
原子化焓(kJ·mol-1)：177.8±0.8
熔点(°C)：842
沸点(°C)：1484
密度(g·cm-3)：1.378
比热容298.15K(mol-1·K-1)：25.9(s)
熔化热(kJ·mol-1)：8.54
汽化热(kJ·mol-1)：—
原子化焓(kJ·mol-1)：177.8±0.8
单质的热力学数据
化学式：Ca
标准摩尔生成焓(kJ·mol-1)：
0(s)，177.8(g)
标准摩尔生成吉布斯自由能(kJ·mol-1)：
0(s)，144.0(g)
标准摩尔熵(J·mol-1·K-1)：
41.6(s)，154.9(g)
标准摩尔生成焓(kJ·mol-1)：
0(s)，177.8(g)
标准摩尔生成吉布斯自由能(kJ·mol-1)：
0(s)，144.0(g)
标准摩尔熵(J·mol-1·K-1)：
41.6(s)，154.9(g)
元素在自然界的存在形式
常见的存在形式：石灰岩(冰洲石、方解石)，白云石，石膏，萤石，磷灰石等。
常见存在形式的化学式：CaCO3，CaMg(CO3)2，CaSO4，CaF2，Ca5(PO4)3F
主要存在地：石灰岩分布十分广泛，如中国陕西、安徽等地。石膏的世界著名产地有波兰的维利奇卡、奥地利的布莱贝格、德国的施塔斯富特、瑞士的贝城、美国的洛克波特、中国南京的周村等。
常见存在形式的化学式：CaCO3，CaMg(CO3)2，CaSO4，CaF2，Ca5(PO4)3F
主要存在地：石灰岩分布十分广泛，如中国陕西、安徽等地。石膏的世界著名产地有波兰的维利奇卡、奥地利的布莱贝格、德国的施塔斯富特、瑞士的贝城、美国的洛克波特、中国南京的周村等。
其他
电极反应与标准电极电势：
某些化合物沉淀K⊖sp:
某些配位化合物K⊖稳:
| 电极反应 | E ⊖/V |
|---|---|
| Ca+ + e- ⇌ Ca | -3.80 |
| Ca2+ + 2e- ⇌ Ca | -2.868 |
| Ca(OH)2 + 2e- ⇌ Ca + 2OH- | -3.02 |
某些化合物沉淀K⊖sp:
| 金属离子 | 阴离子 | K⊖sp | |||
|---|---|---|---|---|---|
| OAc- | 4.0×10-3 | ||||
| AsO3-4 | 6.8×10-19 | ||||
| CO2-3 | 2.8×10-9 | ||||
| [Mg(CO3)2]2- | 1.0×10-11 | ||||
| CrO2-4 | 7.1×10-4 | ||||
| F- | 5.3×10-9 | ||||
| [SiF6]2- | 8.1×10-4 | ||||
| Ca2+ | HPO2-4 | 1.0×10-7 | |||
| OH- | 5.5×10-6 | ||||
| IO-3(H2O) | 7.1×10-7 | ||||
| MoO2-4 | 1.46×10-8 | ||||
| NbO-3 | 8.7×10-18 | ||||
C2O2-4
| 2.32×10-9 |
| | |||
| PO3-4 | 2.07×10-29 | ||||
| SeO2-4 | 8.1×10-4 | ||||
| SeO2-3 | 8.0×10-6 | ||||
| SiO2-3 | 2.5×10-8 | ||||
| SO2-4 | 4.93×10-5 | ||||
| SO2-4(H2O) | 3.14×10-5 | ||||
| SO2-3 | 6.8×10-8 | ||||
| SO2-3(H2O) | 3.1×10-7 | ||||
| WO2-4 | 8.7×10-9 | ||||
某些配位化合物K⊖稳:
| 金属离子 | 配体 | log K1 | log K2 | log K3 | log K4 | log K5 | log K6 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| IO-3 | 0.89 | ||||||
| Ca2+ | NO-3 | 0.28 | |||||
| P2O4-7 | 4.6 |
元素发现简史
发现时间、发现者：
1808年 英国化学家戴维(Humphry Davy)
命名时间、命名者：1808年 英国化学家戴维(Humphry Davy)
命名的意思：源于拉丁语calx(石灰)。
发现简史：钙化合物的使用已经有数千年的历史。石灰早在公元前7000年就被用作建筑材料和雕像的灰泥。中国在公元前7世纪也开始使用石灰。
1787年，法国科学家拉瓦锡(Antoine Lavoisier)怀疑石灰可能是基本化学元素的氧化物。1808年初，英国化学家戴维(Humphry Davy)在成功得到钾和钠单质后，马上开始用类似的方法——伏打电堆电解碱土希望得到其中的金属，可是一开始并不顺利。瑞典化学家贝采里乌斯(Jöns Jakob Berzelius)也做了相似的实验，他向戴维建议把用于导电的铁丝换成水银。戴维改进了自己的装置，将铂镀上氧化汞(II)作阳极，阴极则是部分浸入汞的铂丝，电极上生成的钙与水银形成钙汞齐，最后把合金中的水银蒸去得到了金属钙。但是，这种方法得到的钙纯度不高且不能大量制备，直到一个世纪后人们才发现商业上生产钙的可行方法。
参考文献
[1] [2019-11-01]. https://en.wikipedia.org/wiki/calcium#History.
[2] [2019-11-01]. http://www.rsc.org/periodic-table/element/20/calcium.
[1] [2019-11-01]. https://en.wikipedia.org/wiki/calcium#History.
[2] [2019-11-01]. http://www.rsc.org/periodic-table/element/20/calcium.