钙元素_资料

钙是一种化学元素，原子序数为20，原子量为40.078，是碱土金属中最间盾容书一义混往活泼的元素。钙单质是一种银白色来自晶体，质稍软，360百科化学性质活泼，钙在地壳中含量较高且在多方面有着广泛的用途。

中文名称钙元素
外文名称 Calcium
化学式 Ca
分子量 40.078
CAS登录号 7789-78-8

化学性质

　　它的氧周杀化态通常为+2，属元素周期表中IIA族碱土金属。钙的化学性质活泼，在空气中表面上能形成一层氧化物(氧化钙)或氮化物薄膜(氮迫化钙)，防止继续受到腐蚀;钙与冷水作用缓慢，在热水中发生剧烈反应同诗贵与情领误练波优放出氢;钙可与卤族也屋放妈然结放均低需元素直接反应，在加打节务项掌袁论货情洲热下与硫、碳反应;钙与浓氨水形成六氨合钙，这心异杀编沙方厂故市是一种有金属光泽的高导电性固体。

研究简史

1789年，拉瓦锡发表的元素表中就列有钙元素。
1808年，英国的戴维、瑞典的贝来自采利乌斯、法国的蓬丁，用电解石灰与氧化汞的混合物，得到钙汞合金，将合金中的汞蒸馏后，就获得了银白色的金属钙。至此钙才被确定为元素，并根据拉丁文生石灰Calx, 命名钙为Calciu360百科m, 元素符号Ca。

制备方法

钙的生产工艺简介

钙的制备主要有还原法、电解法和钙精炼。由于金属钙的活泼性非常强，过去主要用电解熔融氯化钙或氢氧化钙才能制成，近几年还原法逐信分渐成为生产金属钙的主技学到艺胜免利料置过要方法。

还原法

还原法:还原法是使用金属铝在真空和高温下还原石灰，再经精馏而得钙。
还原法通常用石灰石为原料，经者约志粒去兵检规烧成氧化钙，以铝粉作还原剂，将粉碎的氧化钙与铝粉按一定比例混合均匀，压制成块，在0.01真空和1050-1200℃温度下反飞什让应，生成钙蒸气和铝自裂指英答拿具酸钙。其反应式是:6CaO+2Al==3Ca+3CaO·Al2O3
还原出来的钙蒸气在750-400℃下结晶。结晶钙再在氩气保护下熔融铸锭，得到致密的钙锭。才由还原法生产钙的回收率一般运九站日犯知其裂目鱼组在60%左右，工艺流程见下图:
由于其工省艺过程也比较简单，近几年还原法是生产金属钙的主要方法呀课鲜充太。正常状态下的燃烧很容易既阶倒准八冷督到达到金属钙的熔点，所以会引起金属钙的燃烧。

电解法

较早的电解是接触法，后来改进为液体阴极法电解。
接触法电解是拉特瑙(W.Rathenau)于1904年首先应用的。所用的电解质为CaCl2和CaF2的混合物。电解槽阳极用碳素如石项略春回场星墨等作内衬，阴极用钢制成。电解析出的钙漂浮在电解质表面，同钢升区制阴极接触而冷凝在亚况看七混创阴极上。随着电解的进行呀侵到食议换短起，阴极相应提升，钙在阴极形成一个胡萝卜形的棒状物。
接触法生产钙的缺点是:原料消耗大，金属钙在电解依升念停些老质中的溶解度高，电流效率低，产品质量差(含氯1%左右)等。
液体阴极法是以铜钙合金(含钙10%-15%)作为液体阴极，石墨电极作检饭龙茶别假阳极。电解析出的钙沉积在阴极上。电解槽槽壳用铸铁制作。电解质是CaCl2和KCI的混合物。选择铜作液体阴极的合金成分是因为铜钙相图中在高钙含量区域内，存在着非常广泛的低熔点区域，可以在低于700℃制取含钙述联劳苦答大见犯九培60%-65%的铜钙合金。同时由于铜的蒸气压小，在蒸馏时容易分离。此外，含钙60%-65%的铜钙合金的密度较大(2.1-2.2g/cm³)，能保证与电解质很好地分层。阴极合金中钙含量不超过62%-65%。电流效率约为7犯不粮微讨计消促岁将业0%。每公斤钙消耗CaCl2为3.4-3.5公斤。
电解生产的铜钙合金在0.01托真空和750-800℃温度条件下进行每一次蒸馏，以除去易挥发的钾、钠等杂质。然后在1050-1100℃下进行第二次真空蒸馏，钙在蒸馏罐上部冷凝、结晶，而残铜(含钙10%-15%)留在罐底，返回电解槽使用。取出的结晶钙即为工业钙，品位为98%-99%。如果原料CaCl2中钠、镁总含量<0.15%，则铜钙合金经过一次蒸馏，即可得到含量≥99%的金属钙。

钙精炼

工业钙再经高真空蒸留处理可得到高纯度钙。一般控制蒸馏温度为780-820℃，真空度1×10。蒸馏处理对净化钙中氯化物效果较差，可在低于蒸馏温度时，添加氮化物，使形成CanCloNp形式的复盐。这种复盐蒸气压小，不易挥发而残留在蒸馏残渣中。通过添中氮化物和真空蒸馏净化，钙中杂质元素氯、锰、铜、铁、硅、铝、镍的总和可降到1000-100ppm，即可得到99.9%-99.99%的高纯度钙，再经挤压或轧制成棒和板，或切成小片，分装在密闭容器中。
根据以上三种制备方式，可以看出还原法工艺流程简单，耗能、耗时少，多方考虑更适于工业上生产金属钙，因此，近几年还原法是生产金属钙的主要方法。

应用领域

工业领域

钙在工业领域具体应用如下:
脱氧剂:冶炼锡青铜、镍、钢时，钙用作脱氧剂。
脱水剂:钙是有机溶剂的脱水剂。
脱硫与脱碳剂:钙是铁和铁合金的脱硫和脱碳剂。
吸气剂:电子管制作中，钙用作吸气剂。
除氮剂:钙是纯制惰性气体的除氮剂，分解具有恶臭的的噻吩和硫醇。
助熔剂:氟化钙用作光学玻璃、光导纤维、搪瓷的原料，用作助熔剂。
氧化剂、漂白药剂、快干剂:过氧化钙是缓和的氧化剂，用作杀菌、防腐、漂白药剂;也用作封闭胶泥的快干剂。
还原剂:钙是高温下冶金的还原剂--从氧化物、卤化物中制取金属铬、钍、铀、稀土元素、锆，以及磁性材料钐钴合金、吸氢材料镧镍合金和钛镍合金等。
含钙0.04%的铅钙合金有较高硬度和耐蚀性能，用作电缆线外皮和蓄电池铅板;铝合金中加入钙，可增强塑性。

医学领域

众所周知，钙对人体健康至关重要。
钙主要分布在人体骨骼和血浆中，随着人们对健康的日趋关注，钙在医学领域的应用也越加广泛。

钙是人体必需的常量元素，也是人体中含量最多的无机元素，成年人身体中的钙含量约占体重的1.5%-2.0%，人体总钙含量达1200-1400g，其中99%存在于骨骼和牙齿中，组成人体支架，成为机体内钙的储存库;另外1%存在于软组织、细胞间隙和血液中，统称为混溶钙池，与骨钙保持着动态平衡。骨钙主要以非晶体的磷酸氢钙(CaHPO4)和晶体的羟磷灰石(3Ca3PO4·Ca(OH)2)形式存在，骨骼通过不断的成骨和溶骨作用使骨钙与血钙保持动态平衡。
钙对人体所有细胞功能的发挥起着重要的生理调节作用。钙是人体内200多种酶的激活剂，使人体各器官能够正常运作，由于钙元素参与人体的新陈代谢，因此每天必须补充钙，钙在人体内含量不足或是过剩都会影响人体生长发育和健康。

建筑领域

含钙矿物在建筑领域的应用
含钙矿物有很多种包括方解石(主要成分碳酸钙-CaCO3)，石灰岩(主要成分碳酸钙)，石灰石(主要成分碳酸钙)，大理石(主要成分碳酸钙)，汉白玉(主要成分碳酸钙)，白云石(主要成分-CaMg(CO3)2)，萤石(主要成分氟化钙-CaF2)，石灰(主要成分氧化钙-CaO)等。其中碳酸钙是重要的建筑材料。如洁白纯净的碳酸钙岩石叫做汉白玉，可直接用来做装饰性的石柱或工艺品;因含杂质而有美丽花纹的碳酸钙叫做大理石，用来做建筑物外墙和内壁的贴面或铺设地面(如故宫园林中的大理石石雕，唐山市下辖的迁安市境的独有的两段用大理石建造的长城);质地致密的碳酸钙岩石(石灰石)也可直接用于建房，但石灰石的主要用途是生产水泥。萤石也广泛应用于玻璃、陶瓷、水泥等建材工业中。石灰，由于原料分布广泛，也广泛应用于土木工程及各种建筑中。
钙的化合物在建筑领域的应用
钙的化合物在建筑领域应用也较为广泛，如上面提到的碳酸钙以各种矿石形式被应用到了装饰建筑行业。除碳酸钙CaCO3外，氧化钙CaO，氢氧化钙Ca(OH)2，氟化钙CaF2，硫酸钙CaSO4也在建筑领域有着广泛的应用，如氧化钙(生石灰)可用作建筑材料，水泥速溶剂;氢氧化钙(熟石灰、消石灰)可以与沙子混合来砌砖;氟化钙(氟石、萤石)用在玻璃、陶瓷、水泥等建材工业中;硫酸钙(硬石膏)可以用作水泥、油漆腻子及其他建筑材料。

计算化学数据

　　1.疏水参数计算参考值(XlogP):无

　　2.氢键供体数量:0

　　3.氢键受体数量:0

　　4.可旋转化学键数量:0

　　5.互变异构体数量:无

　　6.拓扑分子极性表面积0

　　7.重原子数量:1

　　8.表面电荷:0

　　9.复杂度:0

　　10.同位素原子数量:0

　　11.确定原子立构中心数量:0

　　12.不确定原子立构中心数量:0

　　13.确定化学键立构中心数量:0

　　14.不确定化学键立构中心数量:0

　　15.共价键单元数量:3

分子结构数据

　　1、摩尔折射率:无

　　2、摩尔体积(cm/mol):无

　　3、等张比容(90.2K):无

　　4、表面张力(dyne/cm):无

　　5、介电常数:无

　　6、极化率(10cm):无

　　7、单一同位素质量:41.978241 Da

　　8、标称质量:42 Da

　　9、平均质量:42.0939 Da

钙元素在生活中的影响

钙元素的功效

　　1.维持强健的骨骼和健康的牙齿;

　　2.维持规则的心率;

　　3.缓解失眠症状;

　　4.帮助体内铁的代谢;

　　5.强化神经系统，特别是其刺激的传达机能。

需要人群

　　婴幼儿及儿童

　　儿童的体内钙质容易流失，也常常摄取不足，是比较容易流失钙的人群之一，缺钙会引起软骨病、佝偻病、生发迟、出牙迟、站立迟、走路迟、说话迟、龋齿、厌食、消瘦、多汗、夜啼、好动症等不良症状，如果在儿童成长阶段缺乏钙元素，将大大影响其发育。

　　青少年

　　青少年正在长身体的时候，如果缺钙会影响到骨骼的生长发育，由于缺钙容易引起骨骼生长不良、发育迟缓、牙齿发育畸形、患荨麻疹、近视眼等症状，很多青少年都出现缺钙的现象,对身体有不良影响,一定要及时给孩子补钙。

　　孕妇及绝经妇女

　　由于孕妇摄取的钙质不仅要供自身需要求还要满足快速发育的宝宝的需求，所以孕妇缺钙非常常见，孕期如果钙摄入量不足会导致妈妈骨质疏松、小腿痉挛、腰酸背痛、关节痛、浮肿、妊娠高血压等症状，孕妇缺钙不仅会影响到孕妇自身的健康，也会影响还未出生的宝宝的骨骼发育，孕宝宝如果得不到足够的钙质，容易患先天性佝偻病。

　　更年期是每个女性都必须经历的一个生理周期，雌激素水平会突然下降，对钙质的吸收能力也随之锐减，骨骼的钙流失加剧，更年期女性特别是绝经后的女性容易患骨质疏松，易骨折、身高缩短、驼背,骨质增生、牙齿易出血、掉牙脱发等症状。

　　中老年人

　　成年以后，人体就慢慢进入了负钙平衡期，即钙质的吸收减少、排泄加大。老年人大多是因为钙的流失而造成缺钙现象，骨质疏松、骨质增生、牙痛易出血、腰酸背疼、头晕失眠、高血压、心脏病、易疲劳、老年痴呆、便秘等症状，如何长期处于缺钙的状态，会给中老年人带来许多的慢性急病。

　　膳食中钙的摄入量很难满足其生理需要，所以容易造成钙缺乏，进而引发骨骼发育不良、骨质疏松。钙在人体中起着重要的作用，缺乏会引起一些不利于健康的症状。

钙元素缺乏的表现

　　1.人体缺钙会降低软组织的弹性和韧性。皮肤缺弹性显得松垮、衰老;眼睛晶状体缺弹性、易近视、老花;血管缺弹性易硬化。

　　2.钙是一种天然的镇静剂。人体缺钙会降低神经细胞的兴奋性，会导致神经性偏头痛(占女性的10-20%)、烦躁不安、失眠。对婴儿会引起夜惊、夜啼、盗汗，缺钙还会诱发儿童的多动症。

　　3.钙有助于神经递质，能强化神经系统的产生和释放传导功能。如你的手碰到一杯特别热的水，很快就放下，这中间就有一个神经系统的运作过程:感受器(皮肤)--传人神经--中枢神经--传出神经--效应器(肌肉)。其中感受和冲动传递给神经细胞，神经细胞又传出去，这中间有一种物质做是神经递质。

　　4.维持肌肉神经的正常兴奋。如血钙增高可抑制肌肉、神经的兴奋性;当血钙低于70mg/L时，神经肌肉的兴奋性升高，出现抽搐、肠激综合症、女孩子痛经等等，就是缺钙引起的一个重要原因。

食物来源

　　豆制品:大豆是高蛋白食物，含钙量也很高。500克豆浆含钙120毫克，150克豆腐含钙就高达500毫克，其他豆制品也是补钙的良品。

　　蔬菜:蔬菜中也有许多高钙的品种。雪里红100克含钙230毫克;小白菜、油菜、茴香、芫荽、芹菜等每100克钙含量也在150毫克左右。其他还有，海带、紫菜、腐竹等、芹菜、油菜、胡萝卜、雪里蕻、萝卜樱、香菜、芝麻、黑木耳、蘑菇等。

　　水果和干果类:柠檬、枇杷、苹果、黑枣、杏仁、山楂、葡萄干、胡桃、西瓜籽、南瓜籽、桑葚、花生、莲子、芡实等。

　　上面介绍的这些食物都是可以很好的给人体补充钙的食物，在日常生活中可以多加摄取，保证钙的充足供给，维持身体健康。

　　在这些含钙的是食物中，下面给出一些食物的钙含量(其中食物的量是100克):

　　虾皮 2000

　　海带(干) 1177

　　干酪 900

　　奶酪 590

　　大豆 367

　　榛子仁(炒) 316

　　豆腐 250

　　蛋黄 134

　　牛奶 120

　　母乳 34

　　需要补充钙的人群可以多吃点上面列举的食物。

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