몇 사람에게 ‘칼슘하면 가장 먼저 떠오르는 것이 무엇인가?’라는 질문을 하였다. 대답은 골다공증, 제설제, 염화칼슘, 핫팩, 시멘트, 석회동굴 등 아주 다양하였다. 여기서 알 수 있듯이 칼슘은 건강, 산업, 아름다운 자연 경관까지 우리의 생활과 밀접하게 연관되어 있다. 구글에서 칼슘(calcium)을 검색어로 찾으면 1억 4,400만개의 사이트가 나오는데, 이는 같은 족 원소인 마그네슘(magnesium)의 9배나 된다. 칼슘은 지각에서 산소, 규소, 알루미늄, 철 다음으로 풍부한 원소이다. 이처럼 중요하고 풍부한 원소에 대해 좀더 자세히 알아보기로 하자.
원자번호 20번, 칼슘 칼슘(calcium)은 원자번호 20번의 원소로, 원소기호는 Ca이다. 주기율표에서는 2족(2A족)에 속하는 알칼리 토금속 원소의 하나로, 마그네슘 바로 아래에 있다. 칼슘은 무르고 은회색을 띠며, 다른 알칼리 토금속들과 마찬가지로 반응성이 커서 자연상태에서 원소 그 자체로는 존재하지 않고 화합물로만 존재한다. 화합물에서는 +2의 산화상태를 갖는다. |
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칼슘의 역사와 분리∙발견
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물리적 성질
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석회석과 석회의 산업적 이용
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칼슘의 생물학적 역할
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칼슘의 과잉과 결핍
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칼슘의 표준원자량은 40.078g/mol이다. 원자의 바닥 상태 전자배치는 1s22s22p63s23p64s2 ([Ar]4s2)이며, 화합물에서의 산화 수는 +2만 있다. 지각 무게의 약 3.6%를 차지하는 5번째로 풍부한 원소이다. 1기압에서 녹는점은 842 oC이고 끓는점은 1,484 oC이다. 20 oC에서 밀도는 1.55g/cm3로, 알칼리 토금속 중에서는 가장 작다. 20 oC에서 전기비저항은 33.6nΩ∙m이다. 불꽃 반응의 색은 붉은 벽돌색이다. 첫 번째와 두 번째 이온화 에너지는 각각 589.8kJ/mol과 1145.4kJ/mol 이며, 폴링의 전기음성도는 1.00이고, 원자 반경은 197pm, 이온 반경은 100pm이다. 천연 동위원소는 6가지 인데, 40Ca(96.941%), 42Ca(0.647%), 43Ca(0.135%), 44Ca(2.086%)의 4가지는 안정하며, 46Ca(0.004%)와 48Ca(0.187%)는 방사성 동위원소이다. CaCl2의 물에 대한 용해열은 -82.8kJ/mol (발열 반응)이고, CaO의 수화열은 -63.7kJ/mol이다.