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钙
Ca 20

Calcium

钙是一种化学元素,符号为 Ca,原子序数为 20。它是银白色的碱土金属,反应性较强,在空气中表面会形成淡黄的氧化膜。钙是地壳中第五丰富的元素,人体内最丰富的矿物元素:骨和牙齿中约 99% 的钙以磷酸钙形式存在。工业上,钙的最大宗用途是水泥和石灰生产——石灰石(CaCO₃)是水泥的原料,高温煅烧得到生石灰(CaO)和熟石灰(Ca(OH)₂),广泛用于道路铺设、建筑砂浆和土壤改良。

碱土金属 #3dff00
原子序数 20Z
原子量 40.078u
价电子数 2
电子排布 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2
密度
1.55g/cm³
熔点
842°C
地壳丰度
41500.0ppm
年产量
回收利用率
0%(低回收率(<5%);主要用于建筑和农业

为什么用它

钙是地壳丰度第三高的金属(约 4.2%),氧化钙(生石灰)经水合、碳化构成水泥与混凝土的基础,因此是建筑业用量最大的非金属化金属;金属钙在炼钢中作脱氧剂,并用于合金与蓄电池铅钙板栅。

应用

水泥钢铁建筑

应用详解单质与化合物用途

元素的主要用途

金属钙是一种活泼的碱土金属,日常生活中我们几乎见不到纯金属钙,它的角色更多以化合物和冶金添加剂的形式出现。在冶金工业中,金属钙是优良的脱氧剂、脱硫剂和脱氢剂,往钢液和铸铁中加钙可以深度净化,改善钢的夹杂形态和加工性能;在生产稀有金属如稀土、铬、钍时,钙作为强还原剂把它们从氧化物中还原出来。在钢铁连铸中,钙处理能改变夹杂物形态,提高钢材的疲劳性能。在储能领域,钙合金也被研究用于新型钙基电池,以期利用其储量丰富、价格低廉的优势。更广义地说,钙是生命和文明的基础元素:人体骨骼和牙齿的主要成分是羟基磷酸钙,水泥、石灰、玻璃、陶瓷和建筑石材里都离不开含钙矿物。金属钙之所以用得少而化合物用得多,是因为它太活泼,一接触空气和水就剧烈反应,只能在隔绝条件下少量使用。

常见化合物及其用途

碳酸钙(CaCO3)是石灰石、大理石、方解石和白垩的主要成分,是生产水泥、石灰和钢铁冶炼造渣的基本原料,磨细的重钙粉还大量用作塑料、纸张和涂料的廉价填料与白色颜料。氧化钙(CaO)俗称生石灰,遇水剧烈放热生成熟石灰,广泛用于炼钢造渣、建筑灰浆、污水处理和烟气脱硫,也是干燥剂和土壤改良剂。氢氧化钙(Ca(OH)2)俗称熟石灰、消石灰,是砌墙抹灰、三合土的传统材料,现在用于酸性废水处理、烟气脱硫和食品加工。硫酸钙(CaSO4)的二水合物就是石膏,加热脱水成半水石膏即建筑石膏,用于制作石膏板、雕塑模型和水泥缓凝剂,豆腐点卤也用到它。氯化钙(CaCl2)吸湿性极强,用作道路融雪剂、防尘干燥剂和钻井液添加剂。

元素小史

钙的化合物自古就被用于建筑(石灰石、石膏),但金属钙直到 1808 年才由汉弗莱·戴维通过电解汞齐法分离。元素名来源于拉丁语 'calx',意为石灰。

相关元素

Be · Mg · Sr · Ba · Ra ·

常见问题长尾问答 · 数据驱动

钙的熔点是多少?
842 °C
钙的沸点是多少?
1484 °C
钙的密度是多少?
1.55 g/cm³
钙的原子序数和元素分类是什么?
20 · 碱土金属
钙主要从哪种矿石中提取?
方解石
钙主要用在哪些领域?
钙是地壳丰度第三高的金属(约 4.2%),氧化钙(生石灰)经水合、碳化构成水泥与混凝土的基础,因此是建筑业用量最大的非金属化金属;金属钙在炼钢中作脱氧剂,并用于合金与蓄电池铅钙板栅。
钙是谁在什么时候发现的?
Humphry Davy · 1808