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Steckbrief: Calcium

Informationen zum Element:

Bezeichnung

40,078

Symbol: Ca

Internationale Bezeichung (IUPAC): Calcium

Ursprung: Das glänzende silberweiße Metall begegnet uns in der Umwelt nur in gebundener Form als Bestandteil von Mineralien wie z. B. Kalkstein (auch als Calcit, Kalkspat oder Marmor), Kreide und Gips; außerdem ist es wesentlicher Bestandteil der Knochen.
Der Name Calcium leitet sich vom lateinischen calx ab. So bezeichneten die Römer Kalkstein, Kreide und daraus hergestellten Mörtel.
Elementares Calcium gewann erstmals Sir Humphry Davy 1808 durch Abdampfen des Quecksilbers aus elektrolytisch gewonnenem Calciumamalgam.

Bedeutung: calx = Kalkstein

Daten Periodensystem

Periode: 4

Gruppe: 2 (II A)

Gruppenname: Erdalkalimetalle

Oxidationszahl: 2

Atommasse [u]: 40,078

Elektronegativität

Elektronegativität (nach Allred): 1,0

Elektronegativität (nach Pauling): 1,00

Physikalische Daten

Aggregatzustand (20°C): fest

Dichte [g/cm²]: 1,54

Radioativ: n

Schmelztemperatur [°C]: 839

Siedetemperatur [°C]: 1484

Kristallstruktur: kubisch - flächenzentriert

Verwendung im Alltag

Eigenschaften: Calcium ist weicher als Blei, lässt sich aber mit einem Messer nicht schneiden. In der Luft läuft es schnell an. Mit Wasser reagiert es heftig unter Bildung von Calciumhydroxid und Wasserstoff. An der Luft verbrennt es zu Calciumoxid und ein wenig Calciumnitrid. Fein verteiltes Calcium ist selbstentzündlich.
Calcium gehört zu den Erdalkalimetallen und liegt in chemischen Verbindungen fast nur in der Oxidationszahl +2 vor, d. h. Calcium-Ionen sind doppelt positiv geladen.
Verwendung: Metallisches Calcium dient als Reduktionsmittel in der Metallurgie zur Herstellung von Metallen wie Thorium, Vanadium, Zirconium, Yttrium und anderen Metallen der seltenen Erden, als Reduktionsmittel in der Stahl- und Aluminiumherstellung, als Legierungszusatz in Aluminium-, Beryllium-, Kupfer-, Blei- und Magnesiumlegierungen. Ausgangsstoff zur Herstellung von Calciumhydrid.
Die technische Nutzung des Calciums erfolgt überwiegend in gebundener Form.
Rohstoff Kalkstein: Kalkstein ist einer der wichtigsten Rohstoffe der heutigen Industrie:
- Verschlackungsmittel in der Stahlherstellung. Der Verbrauch liegt bei 0,5 Tonnen Kalkstein pro Tonne Stahl
- Ausgangsstoff zur Herstellung von gebranntem Kalk
- Kreide als Füllstoff für Kunststoffe, zum Beispiel PVC. Ziel ist die Verbesserung der Steifigkeit und Schlagzähigkeit, sowie eine Verringerung der Schrumpfung. Die ebenfalls stark erhöhte thermische Leitfähigkeit erlaubt höhere Arbeitstakte beim Extrudieren.
- Feinkörniges Calciumcarbonat dient als Füllstoff von hochwertigem, holzfreiem Papier
- Calciumsulfat (Gips) wird als Baustoff verwendet
- Calciumcarbid dient als Ausgangsstoff für chemische Synthesen und zur Herstellung von Kalkstickstoff-Dünger
- Calciumchlorid dient als Tau- und Trocknungsmittel sowie als Beton-Abbindebeschleuniger

Vorkommen und Häufigkeit

Vorkommen: Calcium ist das fünfthäufigste Element der Erdkruste. Aufgrund seiner chemischen Reaktivität kommt es nur chemisch gebunden natürlich vor. Calciumhaltige Minerale wie Calcit und Gips sind in großen Mengen vorhanden (z. B. bestehen die Alpen vorwiegend aus Kalkstein).
Als essentieller Bestandteil der belebten Materie ist es am Aufbau von Blättern, Knochen, Zähnen und Muscheln beteiligt. Neben K⁺, Na⁺ spielt Ca²⁺ eine wichtige Rolle bei der Reizübertragung in Nervenzellen. Aber auch in anderen Zellen spielen Calcium-Ionen eine wichtige Rolle bei der Signaltransduktion.

Häufigkeit: 3,39 % (prozentualer Massenanteil der Erdhülle, d.h. der Erdkruste/Ozeane bis 16 km Tiefe)