Calcium (Ca)
Erdalkalimetalle · Fest · Periode 4 · Gruppe 2
Eigenschaften der Elemente
- Atomzahl
- 20
- Symbol
- Ca
- Atommasse
- 40.08
- Kategorie
- Erdalkalimetalle
- Standardzustand
- Fest
- Periode
- 4
- Gruppe
- 2
- Elektronegativität
- 1
- Atomradius
- 231
- Ionisierungsenergie
- 6.11
- Elektronenaffinität
- —
- Oxidationszustände
- +2
- Schmelzpunkt
- 1115 K (841.85 °C)
- Siedepunkt
- 1757 K (1483.85 °C)
- Dichte
- 1.54
- Elektronenkonfiguration
- [Ar]4s2
- Entdeckungsjahr
- Antike
Elektronenschalen
[Ar]4s2
Elektronen sind in Schalen (Hauptenergieebenen) um den Kern angeordnet. Das Diagramm ist schematisch — Orbitalen in derselben Schale werden nicht getrennt dargestellt.
Über Calcium
Calcium (eingedeutscht Kalzium geschrieben) ist ein chemisches Element mit dem Elementsymbol Ca und der Ordnungszahl 20. Im Periodensystem steht es in der zweiten Hauptgruppe bzw. der 2. IUPAC-Gruppe und zählt daher zu den Erdalkalimetallen. Die Schreibweise Calcium entspricht der IUPAC-Norm und gilt als fachsprachlich. Elementares Calcium ist ein glänzend silberweißes, weiches und duktiles Metall. In der Erdhülle kommt Calcium nur in gebundener Form vor und ist, auf den Massenanteil (ppmw) bezogen, nach Sauerstoff, Silicium, Aluminium und Eisen das fünfthäufigste Element. Auch ist es das häufigste Metall im menschlichen Körper.
Entdeckung und Geschichte
Entdeckt: 1808 · Humphry Davy
Der Name „Calcium“ ist vom lateinischen Wort calx abgeleitet. So bezeichneten die Römer Kalk, Kalkstein, Kreide und aus Kalk hergestellten Mörtel (Baukalk). Elementares Calcium gewann erstmals Humphry Davy 1808 durch Abdampfen des Quecksilbers aus elektrolytisch gewonnenem Calciumamalgam.
Verwendung und Anwendungen
Metallisches Calcium dient als Reduktionsmittel in der Metallurgie zur Herstellung von Metallen wie Thorium, Vanadium, Zirconium, Yttrium und anderen Metallen der Seltenen Erden, als Reduktionsmittel in der Stahl- und Aluminiumherstellung, als Legierungszusatz in Aluminium-, Beryllium-, Kupfer-, Blei- und Magnesiumlegierungen und als Ausgangsstoff für die Herstellung von Calciumhydrid. Die technische Nutzung des Calciums erfolgt überwiegend in gebundener Form. Kalkstein (überwiegend Calciumcarbonat, CaCO3) und Dolomit (CaMg(CO3)2) sind zwei der wichtigsten Rohstoffe der heutigen Industrie: Verschlackungsmittel in der Stahlherstellung. Der Verbrauch liegt bei 0,5 Tonnen Kalkstein pro Tonne Stahl Ausgangsstoff zur Herstellung von gebranntem Kalk Kreide als Füllstoff für Kunststoffe, zum Beispiel PVC. Ziel ist die Verbesserung der Steifigkeit und Schlagzähigkeit sowie eine Verringerung der
Isotope
Calcium hat fünf stabile Isotope: 40Ca, 42Ca, 43Ca, 44Ca und 46Ca. Hinzu kommt das mit einer Halbwertszeit von ca. 1019 Jahren extrem langlebige Isotop 48Ca, das man für praktische Zwecke als ebenfalls stabil betrachten kann. Dies ist eine große Zahl: Alle Elemente der Ordnungszahlen 1–19 haben ein, zwei oder maximal drei stabile Isotope. Begründen kann man dies damit, dass 20, die Zahl der Protonen im Calciumkern, nach dem Schalenmodell der Kernphysik eine „magische Zahl“ ist, bei der die Bindungsenergie besonders hoch ist. Aus diesem Grund ist auch der doppelt-magische Kern 40Ca das bei weitem häufigste Isotop, sein Entstehen bei der Nukleosynthese war energetisch besonders günstig. Dass 48Ca trotz des hohen Neutronenüberschusses fast stabil ist, liegt daran, dass auch 28 eine magische Zahl ist.
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Häufige Fragen
Wie lautet die Ordnungszahl von Calcium?
Die Ordnungszahl von Calcium beträgt 20 und entspricht damit der Protonenzahl im Kern.
Wie groß ist die Atommasse von Calcium?
Die Atommasse von Calcium beträgt etwa 40.08 u (ein Zwölftel der Masse eines Kohlenstoff-12-Atoms).
Wie lautet die Elektronenkonfiguration von Calcium?
Die Elektronenkonfiguration von Calcium lautet [Ar]4s2.
Wo befindet sich Calcium im Periodensystem?
Calcium steht in Periode 4, Gruppe 2.
Wann wurde Calcium entdeckt?
Calcium ist seit der Antike bekannt.