칼슘

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20 칼륨 ← 칼슘 → 스칸듐 Mg ↑ Ca ↓ Sr 주기율표 | 주기율표 확장
일반적 성질
이름, 기호, 번호	칼슘, Ca, 20
화학 계열	알칼리 토금속
족, 주기, 구역	2, 4, s
모양	은백색
원자 질량	40.078(4) g/mol
전자 배열	[Ar] 4s2
껍질 별 전자 수	2, 8, 8, 2
물리적 성질
상태	고체
밀도 (대략 실온)	1.55 g/cm-3
액체 밀도 (녹는점)	1.378 g/cm3
녹는점	1115 K (842 °C, 1548 °F)
끓는점	1757 K (1484 °C, 2703 °F)
융해열	8.54 kJ/mol
기화열	154.7 kJ/mol
열용량	(25 °C) 25.929 J/(mol·K)
증기압 압력(Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k 온도(K) 864 956 1071 1227 1443 1755
원자의 성질
결정 구조	면심 입방 구조
산화 상태	2 (강염기성 산화물)
전기 음성도	1.00 (폴링 척도)
이온화 에너지 (더...)	1차: 589.8 kJ/mol
	2차: 1145.4 kJ/mol
	3차: 4912.4 kJ/mol
원자 반지름	180 pm
원자 반지름 (계산)	194 pm
공유 반지름	174 pm
그밖의 성질
자기적 질서	상자성체
전기저항률	(20 °C) 33.6 nΩ·m
열전도율	(300 K) 201 W/(m·K)
열팽창계수	(25 °C) 22.3 µm/(m·K)
음속 (막대)	(20 °C) 3810 m/s
영률	20 GPa
층밀리기 탄성 계수	7.4 GPa
부피 탄성 계수	17 GPa
푸아송 비	0.31
모스 굳기	1.75
브리넬 굳기	167 MPa
CAS 등록번호	7440-70-2
주요 동위 원소
본문: 칼슘 동위 원소 iso 존재비 반감기 DM DE (MeV) DP 40Ca 96.941% 중성자 20개인 Ca은 안정 41Ca 합성 103,000 y ε 0.421 41K 42Ca 0.647% 중성자 22개인 Ca은 안정 43Ca 0.135% 중성자 23개인 Ca은 안정 44Ca 2.086% 중성자 24개인 Ca은 안정 46Ca 0.004% >2.8×1015 y β-β-  ? 46Ti 47Ca 합성 4.536 d β- 0.694, 1.99 47Sc γ 1.297 - 48Ca 0.187% >4×1019 y β-β-  ? 48Ti
참고 자료

칼슘(calcium)은 화학 원소로 주기율표에서 기호는 Ca이고 원자 번호는 20이다. 회색의 무른 알칼리 토금속 원소이다. 지구의 지각에서 다섯번째로 풍부한 원소이다. 생물에게 필수적인 원소로, 생물 내에 가장 많이 존재하는 금속 원소이다. 칼슘 이온(Ca²⁺)의 화합물 중 질산 칼슘(Ca(NO₃)₂), 염화 칼슘(CaCl₂), 황화 칼슘(CaS)은 물에 잘 녹고, 황산 칼슘(CaSO₄), 탄산 칼슘( CaCO₃)은 물에 잘 녹지 않는다.^[1] (→ 염 참조)

백악, 석회암, 대리암과 같은 암석에서 많이 발견된다. 지각의 3.5%를 이룬다. 산소나 물과 쉽게 반응하며, 자연에서는 탄산칼슘, 플루오르화칼슘, 황산칼슘 같은 화합물의 형태로 존재한다. 칼슘의 원자번호는 20이고 원자량은 40.078이며, 알칼리토금속에 속한다. 녹는점은 1115K(839℃)이고, 끓는점은 1757K(1484℃)이며, 밀도는 20℃에서 1.55g/cm^-3이다. 칼슘과 칼슘화합물은 산업에서 많이 쓰인다. 합금을 만들 때 쓰이는 순수한 칼슘 금속은 액체 염화칼슘을 전기분해하면 얻을 수 있다.

산화칼슘은 가죽의 무두질이나 원유 정제와 같은 다양한 산업 공정에 쓰이는데, 특수한 가마 안에서 탄산칼슘을 가열해 얻는다. 플루오르화칼슘, 황산칼슘은 건축 자재인 시멘트와 회반죽의 원료이다. 이 밖에도 여러 종류의 칼슘화합물이 비료에서 페인트에 이르는 다양한 제품 생산에 원료로 쓰인다.

칼슘은 생명체, 특히 사람과 동물에게 필수적이다. 뼈와 이의 성장과 유지에 꼭 필요하고, 혈액의 응고, 근육의 수축 등도 돕는다. 사람에게 필요한 칼슘은 채소나 우유와 유제품 등의 음식물에 충분히 들어 있다. 칼슘은 1808년에 영국의 화학자인 데이비가 처음으로 분리해냈다. 그러나 이미 고대의 이집트인/그리스인/로마인도 칼슘화합물에 대해 알고 있었으며, 모르타르를 만드는 데 칼슘화합물을 이용했다.

[편집] 주석

1. ↑ 김봉래 외 2 [2006년 7월 1일]. 《완자 화학 Ⅰ(1권)》, 초판, 비유와상징, 29쪽

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