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Nombre
Calcio
Localización en la tabla
Número atómico
20
Símbolo
Ca
Peso atómico
40,08
Propiedades Electrónicas
Valencia 2
Electronegatividad 1,0
Radio covalente 1,74
Radio iónico
(estado de oxidación)
0,99 (+2)
Radio atómico 1,97
Estructura atómica [Ar]4s2
Potencial primero de ionización (eV) 6,15
Propiedades Físicas
Densidad (g/ml) 1,55
Punto de Ebullición ºC 1440
Punto de fusión ºC 838
Descripción

Elemento químico, Ca, de número atómico 20; es el quinto elemento y el tercer metal más abundante en la corteza terrestre. Los compuestos de calcio constituyen 3.64% de la corteza terrestre. El metal es trimorfo, más duro que el sodio, pero más blando que el aluminio. Al igual que el berilio y el aluminio, pero a diferencia de los metales alcalinos, no causa quemaduras sobre la piel. Es menos reactivo químicamente que los metales alcalinos y que los otros metales alcalinotérreos. La distribución del calcio es muy amplia; se encuentra en casi todas las áreas terrestres del mundo. Este elemento es esencial para la vida de las plantas y animales, ya que está presente en el esqueleto de los animales, en los dientes, en la cáscara de los huevos, en el coral y en muchos suelos. El cloruro de calcio se halla en el agua del mar en un 0.15%.

El calcio metálico se prepara en la industria por electrólisis del cloruro de calcio fundido. Éste se obtiene por tratamiento de los minerales de carbonato con ácido clorhídrico o como un desperdicio del proceso Solvay de los carbonatos. El metal puro puede ser maquinado en torno, hilado, serrado, extruido; se le puede convertir en alambre, prensar y amartillar en placas.

El calcio forma una película fina de óxido y nitruro en el aire, la cual lo protege de un ataque posterior. Se quema en el aire a temperatura elevada para producir principalmente nitruro.

El metal producido en forma comercial reacciona fácilmente con el agua y los ácidos y produce hidrógeno que contiene cantidades notables de amoniaco e hidrocarburos como impurezas.

El metal se emplea en aleaciones de aluminio para cojinetes, como auxiliar en la remoción del bismuto del plomo, así como controlador de carbono grafítico en el hierro fundido. Se emplea también como desoxidante en la manufactura de muchos aceros; como agente reductor en la preparación de metales como el cromo, torio, zirconio y uranio, y como material de separación para mezclas gaseosas de nitrógeno y argón.

El óxido de calcio, CaO, se produce por descomposición térmica de los minerales de carbonato en altos hornos, aplicando un proceso de lecho continuo. El óxido se utiliza en arcos de luz de alta intensidad (luz de cal) a causa de sus características espectrales poco usuales y como agente deshidratante industrial. La industria metalúrgica hace amplio uso del óxido durante la reducción de aleaciones ferrosas.

El hidróxido de calcio, Ca(OH)2, tiene muchas aplicaciones en donde el ion hidroxilo es necesario. En el proceso de apagado del hidróxido de calcio, el volumen de cal apagada [Ca(OH)2] se expande al doble que la cantidad de cal viva inicial (CaO), hecho que lo hace útil para romper roca o madera.

La cal apagada es un absorbente excelente para el dióxido de carbono, al producir el carbonato que es muy insoluble.

El siliciuro de calcio, CaSi, preparado en horno eléctrico a partir de cal, sílice y agentes reductores carbonosos, es útil como agente desoxidante del acero. El carburo de calcio, CaC2, se produce al calentar una mezcla de cal y carbón a 3000ºC (5432ºF) en un horno eléctrico y es un acetiluro que produce acetileno por hidrólisis. El acetileno es el material base de un gran número de productos químicos importantes en la química orgánica industrial.

El carbonato de calcio puro existe en dos formas cristalinas: la calcita, de forma hexagonal, la cual posee propiedades de birrefrigencia, y la aragonita, de forma romboédrica. Los carbonatos naturales son los minerales de calcio más abundantes. El espato de Islandia y la calcita son formas esencialmente puras de carbonato, mientras que el mármol es impuro y mucho más compacto, por lo que puede pulirse. Tiene gran demanda como material de construcción. Aunque el carbonato de calcio es muy poco soluble en agua, tiene una solubilidad considerable en agua que contenga dióxido de carbono disuelto, ya que en estas soluciones forma el bicarbonato al disolverse. Este hecho explica la formación de cavernas, donde los depósitos de piedra caliza han estado en contacto con aguas ácidas.

Los halogenuros de calcio incluyen el fluoruro fosforescente, que es el compuesto de calcio más abundante y con aplicaciones importantes en espectroscopia. El cloruro de calcio posee, en la forma anhidra, capacidad notoria de delicuescencia que lo hace útil como agente deshidratante industrial y como factor de control de tolvaneras en carreteras. El hipoclorito de calcio (polvo blanqueador) se produce en la industria al pasar cloro dentro de una solución de cal, y se ha utilizado como agente blanqueador y purificador de agua.

El sulfato de calcio dihidratado es el yeso mineral, constituye la mayor porción del cemento Portland, y se ha empleado para reducir la alcalinidad de los suelos. Un hemihidrato del sulfato de calcio se produce por calentamiento del yeso a temperaturas altas, y se vende con el nombre comercial de estuco de París.

El calcio es un constituyente invariable de todas las plantas, ya que es esencial para su crecimiento. Lo contienen como constituyente estructural y como ion fisiológico. El calcio se encuentra en el tejido blando, en fluidos tisulares y en la estructura del esqueleto de todos los animales. Los huesos de los vertebrados contienen calcio en forma de fluoruro de calcio, carbonato de calcio y fosfato de calcio.