Fakty dotyczące wapnia - Ca lub liczba atomowa 20

Właściwości chemiczne i fizyczne wapnia

Wapń to metal. Łatwo utlenia się w powietrzu. Ponieważ stanowi tak dużą część szkieletu, około jedna trzecia masy ludzkiego ciała pochodzi z wapnia, po usunięciu wody. Science Picture Co / Getty Images

Wapń jest metalem w kolorze srebrnym do szarego, który ma bladożółty odcień. Jest to pierwiastek o liczbie atomowej 20 w układzie okresowym o symbolu Ca. W przeciwieństwie do większości metali przejściowych, wapń i jego związki wykazują niską toksyczność. Pierwiastek jest niezbędny w żywieniu człowieka. Rzuć okiem na fakty dotyczące układu okresowego wapnia i poznaj historię tego pierwiastka, jego zastosowania, właściwości i źródła.

Podstawowe fakty dotyczące wapnia

Symbol : To
Liczba atomowa : 20
Masa atomowa : 40 078
Klasyfikacja : Ziemia alkaliczna
Numer CAS: 7440-701-2

Umiejscowienie układu okresowego wapnia

Grupa: dwa
Okres : 4
Blok : s

Konfiguracja elektronów wapnia

Skrócona forma : [Ar]4s^dwa
Długa forma : 1s^dwa2s^dwa2p⁶3s^dwa3p⁶4s^dwa
Struktura powłoki: 2 8 8 2

Odkrywanie wapnia

Data odkrycia: 1808
Odkrywca: Sir Humphrey Davy [Anglia]
Nazwa: Wapń wywodzi swoją nazwę od łaciny ' Limonka ' co było określeniem wapna (tlenek wapnia, CaO) i wapienia (węglan wapnia, CaCO₃)
Historia: Rzymianie przygotowywali wapno w I wieku, ale metal został odkryty dopiero w 1808 roku. Szwedzki chemik Berzelius a szwedzki lekarz nadworny Pontin stworzył amalgamat wapnia i rtęci poprzez elektrolizę wapna i tlenku rtęci. Davy zdołał wyizolować czysty metaliczny wapń z ich amalgamatu.

Dane fizyczne wapnia

Państwo w temperaturze pokojowej (300 K) : Solidny
Wygląd zewnętrzny: dość twardy, srebrzystobiały metal
Gęstość : 1,55 g/cm3
Środek ciężkości : 1,55 (20 °C)
Temperatura topnienia : 1115 tys
Temperatura wrzenia : 1757 K
Punkt krytyczny : 2880 tys
Ciepło syntezy: 8,54 kJ/mol
Ciepło parowania: 154,7 kJ/mol
Molowa pojemność cieplna : 25,929 J/mol·K
Ciepło właściwe : 0,647 J/g·K (przy 20 °C)

Dane atomowe wapnia

Stany Utleniania : +2 (najczęściej), +1
Elektroujemność : 1,00
Powinowactwo elektronowe : 2368 kJ/mol
Promień atomowy : 197 po południu
Objętość atomowa : 29,9 cm3/mol
Promień jonowy : 99 (+2e)
Promień kowalencyjny : 174 po południu
Promień van der Waalsa : 231 po południu
Pierwszy Energia jonizacji : 589 830 kJ/mol
Energia drugiej jonizacji: 1145.446 kJ/mol
Energia trzeciej jonizacji: 4912.364 kJ/mol

Dane jądrowe wapnia

Liczba naturalnie występujących Izotopy : 6
Izotopy i % Obfitość : ⁴⁰Jak (96 941),⁴²Jak (0,647),⁴³Jak (0.135),⁴⁴Jak (2.086),⁴⁶Ca (0.004) i⁴⁸Jak (0,187)

Dane kryształu wapnia

Struktura sieci: sześcienny skoncentrowany na twarzy
Stała sieciowa: 5580 Å
Temperatura Debye : 230,00 tys

Zastosowania wapnia

Wapń jest niezbędny do żywienia człowieka. Szkielety zwierząt uzyskują swoją sztywność przede wszystkim dzięki fosforanowi wapnia. Jaja ptaków i muszle mięczaków składają się z węglanu wapnia. Wapń jest również niezbędny do wzrostu roślin. Wapń jest stosowany jako środek redukujący podczas przygotowywania metali z ich związków halogenowych i tlenowych; jako odczynnik w oczyszczaniu gazów obojętnych; do wiązania azotu atmosferycznego; jako zmiatacz i dekarbonizator w metalurgii; oraz do wytwarzania stopów. Związki wapnia są wykorzystywane do produkcji wapna, cegieł, cementu, szkła, farby, papieru, cukru, glazury, a także do wielu innych zastosowań.

Różne fakty dotyczące wapnia

• Wapń jest piątym najobficiej występującym pierwiastkiem w skorupie ziemskiej, stanowiąc 3,22% ziemi, powietrza i oceanów.
• Wapń nie występuje w naturze jako wolny, ale związki wapnia są powszechne. Niektóre z najczęstszych związków występujących na Ziemi to wapień (węglan wapnia - CaCO₃), gips (siarczan wapnia - CaSO₄2H_dwaO), fluoryt (fluorek wapnia - CaF_dwa) i apatyt (fluorofosforan wapnia - CaFO₃P lub chlorofosforan wapnia - CaClO₃P)
• Trzy największe kraje produkujące wapń to Chiny, Stany Zjednoczone i Indie.
• Wapń jest głównym składnikiem zębów i kości. Jednak zbyt dużo wapnia może prowadzić do kamieni nerkowych lub zwapnienia tętnic.
• Wapń jest piątym najobficiej występującym pierwiastkiem w ludzkim ciele. Około jedna trzecia masy ludzkiego ciała to wapń po usunięciu całej wody.
• Wapń pali się ciemnoczerwonym kolorem w test płomienia .
• Wapń jest używany w fajerwerki aby pogłębić kolor. Sole wapnia są używane do produkcji pomarańczy w fajerwerkach.
• Metal wapniowy jest wystarczająco miękki do cięcia nożem, choć nieco twardszy niż metalowy ołów.
• Ludzie i inne zwierzęta często mogą posmakować jonów wapnia. Ludzie zgłaszają, że dodaje smaku mineralnego, kwaśnego lub słonego.
• Metaliczny wapń reaguje egzotermicznie z wodą lub kwasem. Kontakt skóry z metalicznym wapniem może powodować podrażnienia, korozję i oparzenia chemiczne. Spożycie lub wdychanie wapnia metalicznego może być śmiertelne z powodu oparzeń, które może spowodować.

Źródła

• Hluchan, Stephen E.; Pomerantz, Kenneth (2006) „Wapń i stopy wapnia”. Encyklopedia Chemii Przemysłowej Ullmanna. Weinheim: Wiley-VCH, doi: 10.1002/14356007.a04_515.pub2
• Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemia pierwiastków (wyd. 2). Butterwortha-Heinemanna. ISBN 0-08-037941-9.