物理

[元素周期表] 钙

钙 (Calcium)

1. 基本信息

• 元素符号: Ca

• 原子序数: 20

• 原子量: 40.078

• 位置: 位于元素周期表第四周期，第IIA族，属于碱土金属家族。

• 电子构型: [Ar] 4s²

2. 原子结构

• 两个价电子: 钙原子最外层有两个电子（4s²），易于失去形成Ca²⁺离子。

• 金属性: 化学性质活泼，但反应性低于同周期的钾。

3. 物理性质

• 外观: 银白色金属，质地较软。

• 密度: 1.54 g/cm³，属于轻金属。

• 熔点和沸点: 熔点842°C，沸点1484°C。

• 导电性: 良好的导体。

4. 化学性质

• 与空气反应: 在空气中表面形成氧化膜，加热时燃烧产生砖红色火焰。

• 与水反应: 与冷水反应缓慢，生成氢氧化钙和氢气。

• 与酸反应: 与酸剧烈反应放出氢气。

• 与卤素反应: 直接化合生成卤化钙。

5. 存在与制备

• 自然界存在: 在地壳中含量第五，主要以化合物形式存在。

  • 主要矿物: 方解石（CaCO₃）、石膏（CaSO₄·2H₂O）、萤石（CaF₂）。

• 工业制法:

  • 电解法: 电解熔融氯化钙制取。

  • 热还原法: 用铝还原氧化钙。