地球的元素
基本信息:
钙是一种化学元素。钙在周期表中被分类为碱土金属。周期表将化学元素按周期(行)和族(列)排列。钙位于周期表的第4周期和第2族,原子序数为20,符号为Ca。
这些元素具有相似的性质。它们是闪亮的银白色金属。它们与其他元素反应,形成有用的化合物。
它的外观和手感是什么样的?
钙是一种柔软的灰色金属。当它燃烧时,会发出黄红色的火焰。当它暴露在空气中时,会因与空气中的氧气反应形成一层灰白色的钙氧化物(生石灰)涂层。
钙是强碱性金属,与任何体液(如汗水)接触时会烧伤暴露的皮肤。不要触碰钙金属。
它是如何被发现的?
钙自古罗马时代就已为人所知。罗马人通过加热石灰石在炉中制造钙氧化物。然而,直到1808年,霍姆弗雷·戴维爵士才成功分离出纯钙。他将钙氧化物(生石灰)与汞氧化物结合,并通过混合物通电,结果得到易于与汞分离的纯钙金属。
它的名字来自哪里?
钙这个名字来自拉丁语“calx”或“calcis”,意为石灰。钙元素的名字由发现它的英国化学家霍姆弗雷·戴维爵士命名。
你知道吗?
它在哪里找到?

钙不会以纯元素的形式存在,因为它极容易与其他元素反应形成化合物,但它常见于化合物碳酸钙(CaCO₃)中。许多岩石,如石灰岩、大理石、白垩和方解石,都包含这一物质。石灰岩洞穴就是钙常见的一个例子。海贝壳和蜗牛壳主要由碳酸钙构成。蛋壳也大多由这种化合物组成。
钙是地壳和海洋中第五丰富的元素。含钙矿石的矿物通常存在于沉积岩中。在美国,钙主要分布在阿拉巴马州、阿拉斯加州、亚利桑那州、加利福尼亚州和科罗拉多州。中国、欧洲、亚洲部分地区和多个非洲国家也有钙矿。
钙还在许多食品中有大量存在。乳制品如牛奶、酸奶和奶酪都含有钙。绿色蔬菜也常常含有钙。西兰花、羽衣甘蓝、杏仁、芝麻和豆类都含有相当量的钙。
它的用途是什么?
钙对我们身体的正常运作至关重要。它帮助建立强壮的骨骼和牙齿,并使我们的肌肉和脑细胞能够正常工作。
钙化合物在工业、建筑、健康和农业中具有重要作用。
在钢铁制造中,氧化钙与杂质反应生成“炉渣”。杂质被炉渣带走,从而得到更纯净的金属。
钙是水泥和混凝土的主要成分。罗马人使用由水泥、石灰、沙子和水混合而成的灰泥来建造坚固的建筑。他们使用氧化钙、沙子和大理石粉末制作艺术用灰泥。罗马混凝土由氧化钙、火山灰、小石子和水制成。
钙在建筑行业中是一种重要物质,因为氢氧化钙(Ca(OH)₂)被用于水泥和砂浆中。碳酸钙也用作塑料和粘合剂的填充剂。由于氧化钙(CaO)能够中和酸性,因此它可以用来减少酸雨对河流和湖泊的影响。钙也常用于缓解胃灼热和胃酸中和药片。钙化合物几乎遍布我们体内。实际上,钙是人体所需的必需营养素,帮助建立强壮的骨骼和牙齿。
在农业中,钙化合物被用来丰富土壤,以促进作物的生长。硝酸钙和氯化钙作为肥料使用。硫酸钙(石膏)能够分解硬土壤,使水分能够渗透到植物根部。
钙是健康土壤和植物生长所需的必需营养素。它帮助植物吸收阳光,将能量转化为光合作用。钙增强植物各部位的强度和稳定性,帮助植物抵抗病虫害。
它有危险吗?
钙金属一旦被点燃会产生高温,它与水反应剧烈,生成强碱性的氢氧化钙,可能引起化学灼伤。
钙化合物在不具强碱性或强酸性,且没有有毒成分的情况下是安全的。
如果摄入钙金属,可能会导致死亡。
钙化合物作为膳食补充剂通常是安全的。
钙化合物几乎遍布我们体内。实际上,钙是人体所需的必需营养素,帮助建立强壮的骨骼和牙齿。
钙金属具有非常高的沸点和熔点。
参考资料
- AZO Materials. (2023, October 1). Properties and applications of calcium (Ca). Reviewed by S. Baily, July 11. Updated by R. Davey. Retrieved from www.azo.com
- Ducksters. (2024). Chemistry for Kids: Elements - Calcium. Retrieved from https://www.ducksters.com/science/chemistry/calcium.php
- Hassani, N. (2023, August 16). How to add calcium to soil: using lime, bone meal, gypsum, and more. The Spruce. Reviewed by M. Leverette. Retrieved from www.thespruce.com
- Kiddle Encyclopedia. (2023, October 16). Chemical compounds facts for kids. Retrieved from https://kids.kiddle.co/Chemical_compound
- Rung, R. (2023, November 3). Nutrition. W. Banks & C. Doka (Eds.), Medically reviewed by J. Jones. Healthline. Retrieved from https://www.healthline.com
- USGS Science for a changing world. (n.d.) How do we extract minerals? Retrieved from How do we extract minerals? | U.S. Geological Survey