El calcio es un metal alcalinotérreo, es un metal amarillo pálido reactivo que forma una capa oscura de óxido-nitruro cuando se expone al aire.Sus propiedades físicas y químicas son muy similares a las de sus homólogos más pesados, el estroncio y el bario.
El mayor uso del calcio metálico es en la fabricación de acero, debido a su fuerte afinidad química por el oxígeno y el azufre.
El calcio metal puro ahora se fabrica comercialmente calentando cal con aluminio.
Protones y neutrones en Calcio
El calcioes un elemento químico con número atómico20, loque significa que hay 20 protones en su núcleo.Número total de protones en el núcleo se llama elnúmero atómicodel átomo y se le da elsímbolo Z.La carga eléctrica total del núcleo es, por tanto, + Ze, donde e (carga elemental) es igual a1,602 x 10-19culombios.
El número total deneutronesen el núcleo de un átomo se llama elnúmero de neutronesdel átomo y se le da elsímbolo N.Número de neutrones más el número atómico es igual al número de masa atómica:N + Z = A.La diferencia entre el número de neutrones y el número atómico se conoce comoexceso de neutrones: D = N – Z = A – 2Z.
Para los elementos estables, suele haber una variedad de isótopos estables.Los isótoposson nucleidos que tienen el mismo número atómico y, por lo tanto, son el mismo elemento, pero difieren en el número de neutrones.Los números de masa de isótopos típicos decalcioson40;42;43;44;46.
Principales isótopos del Calcio
El calcio natural es una mezcla de cinco isótopos estables (40Ca, 42Ca, 43Ca, 44Ca y 46Ca) y un isótopo con una vida media tan larga que puede considerarse estable para todos los propósitos prácticos (48Ca, con una vida media de aproximadamente 4,3 × 1019 años). El calcio es el primer elemento (más ligero) que tiene seis isótopos naturales.
El calcio-40 está compuesto por 20 protones, 20 neutrones y 20 electrones. Con mucho, el isótopo de calcio más común en la naturaleza es el 40Ca, que constituye el 96,941% de todo el calcio natural. Se produce en el proceso de combustión de silicio a partir de la fusión de partículas alfa y es el nucleido estable más pesado con el mismo número de protones y neutrones.
El calcio-42 está compuesto por 20 protones, 22 neutrones y 20 electrones.
El calcio-43 está compuesto por 20 protones, 23 neutrones y 20 electrones.
El calcio-44 está compuesto por 20 protones, 24 neutrones y 20 electrones.
El calcio-46 está compuesto por 20 protones, 26 neutrones y 20 electrones. 46Ca y 48Ca son los primeros nucleidos “clásicamente estables” con un exceso de seis u ocho neutrones respectivamente. Aunque es extremadamente rico en neutrones para un elemento tan ligero, el 48Ca es muy estable porque es un núcleo doblemente mágico, que tiene 20 protones y 28 neutrones dispuestos en capas cerradas.
Isótopos estables
| Isótopo | Abundancia | Número de neutrones |
| 40Ca | 96,94% | 20 |
| 42Ca | 0,647% | 22 |
| 43Ca | 0,135% | 23 |
| 44Ca | 2,086% | 24 |
| 46Ca | 0,004% | 26 |
Isótopos inestables típicos
| Isótopo | Media vida | Modo de decaimiento | Producto |
| 41Ca | 9,94 (15)×104a | captura de electrones | 41K |
| 45Ca | 162,61 (9) d | desintegración beta | 45Sc |
Electrones y configuración electrónica
El número de electrones en un átomo eléctricamente neutro es el mismo que el número de protones en el núcleo.Por lo tanto, el número de electrones en el átomo neutro decalcioes20.Cada electrón está influenciado por los campos eléctricos producidos por la carga nuclear positiva y los otros electrones negativos (Z – 1) en el átomo.
La configuración electrónica delcalcioes[Ar] 4s2.
Los posibles estados de oxidación son+2.
Al igual que los otros elementos colocados en el grupo 2 de la tabla periódica, el calcio tiene dos electrones de valencia en el orbital s más externo, que se pierden muy fácilmente en las reacciones químicas para formar un ion dipositivo con la configuración electrónica estable de un gas noble, en este caso de argón.Por tanto, el calcio es casi siempre divalente en sus compuestos, que suelen ser iónicos.
Compuesto de Calcio más común
La piedra caliza es un tipo de roca sedimentaria carbonatada.Está compuesto principalmente por los minerales calcita y aragonito, que son diferentes formas cristalinas de carbonato de calcio (CaCO3).El principal componente de la piedra caliza es el carbonato de calcio (CaCO3), también conocido como calcita, que se forma por la compactación de los restos de animales y plantas de coral en el fondo de los océanos.Varía de una sustancia blanca blanda (tiza) a una sustancia muy dura (mármol).
Acerca de los protones
Un protónes una delas partículas subatómicasque forman la materia.En el universo, los protones son abundantes y constituyenaproximadamente la mitadde toda la materia visible.Tieneuna carga eléctrica positiva (+ 1e)y una masa en reposo igual a 1,67262 × 10−27kg (938,272 MeV / c2), marginalmente más ligera que la del neutrón pero casi 1836 veces mayor que la del electrón.El protón tiene un radio cuadrático medio de aproximadamente 0,87 × 10−15m, o 0,87 fm, y es un fermión de espín ½.
Los protonesexisten en los núcleos de los átomos típicos, junto con sus contrapartes neutrales, los neutrones.Los neutrones y protones, comúnmente llamadosnucleones, están unidos en el núcleo atómico, donde representan el 99,9 por ciento de la masa del átomo.La investigación en física de partículas de alta energía en el siglo XX reveló que ni el neutrón ni el protónno sonlos bloques de construcción más pequeños de la materia.
Acerca de los neutrones
Un neutrónes una delas partículas subatómicasque forman la materia.En el universo, los neutrones son abundantes y constituyenmás de la mitadde toda la materia visible.No tienecarga eléctricay una masa en reposo igual a 1,67493 × 10-27 kg, marginalmente mayor que la del protón pero casi 1839 veces mayor que la del electrón.El neutrón tiene un radio cuadrático medio de aproximadamente 0,8 × 10-15 m, o 0,8 fm, y es un fermión de espín ½.
Los núcleos atómicos están formados por protones y neutrones, que se atraen entre sí a través dela fuerza nuclear, mientras que los protones se repelen entre sí a través dela fuerza eléctricadebido a su carga positiva.Estas dos fuerzas compiten, lo que lleva a la estabilidad de varios núcleos.Solo hay ciertas combinaciones de neutrones y protones, que formannúcleos estables.
Los neutrones estabilizan el núcleo, porque se atraen entre sí y a los protones, lo que ayuda a compensar la repulsión eléctrica entre los protones.Como resultado, a medida que aumenta el número de protones,se necesita una proporción cada vez mayor de neutrones a protonespara formar un núcleo estable.Si hay demasiados o muy pocos neutrones para un número determinado de protones, el núcleo resultante no es estable y sufreuna desintegración radiactiva.Los isótopos inestables sedesintegran a través de varias vías de desintegración radiactiva, más comúnmente desintegración alfa, desintegración beta o captura de electrones.Se conocen muchos otros tipos raros de desintegración, como la fisión espontánea o la emisión de neutrones.Cabe señalar que todas estas vías de desintegración pueden ir acompañadas dela posterior emisión deRadiación gamma.Las desintegraciones alfa o beta puras son muy raras.
Acerca de los electrones y la configuración de los electrones
La tabla periódica es una representación tabular de los elementos químicos organizados sobre la base de sus números atómicos, configuraciones electrónicas y propiedades químicas.La configuración electrónica es la distribución de electrones de un átomo o molécula (u otra estructura física) en orbitales atómicos o moleculares.El conocimiento de laconfiguración electrónicade diferentes átomos es útil para comprender la estructura de la tabla periódica de elementos.
Todo sólido, líquido, gas y plasma está compuesto por átomos neutros o ionizados.Laspropiedades químicas del átomoestán determinadas por el número de protones, de hecho, por el número y ladisposición de los electrones.Laconfiguración de estos electrones sederiva de los principios de la mecánica cuántica.El número de electrones en las capas de electrones de cada elemento, particularmente la capa de valencia más externa, es el factor principal para determinar su comportamiento de enlace químico.En la tabla periódica, los elementos se enumeran en orden de número atómico creciente Z.
Es elprincipio de exclusión de Paulique requiere que los electrones de un átomo ocupen diferentes niveles de energía en lugar de que todos se condensen en el estado fundamental.El orden de los electrones en el estado fundamental de los átomos multielectrones comienza con el estado de energía más bajo (estado fundamental) y se mueve progresivamente desde allí hacia arriba en la escala de energía hasta que a cada uno de los electrones del átomo se le ha asignado un conjunto único de números cuánticos.Este hecho tiene implicaciones clave para la construcción de la tabla periódica de elementos.
Las dos primeras columnas en el lado izquierdo de la tabla periódica son donde lossestán siendo ocupados subniveles.Debido a esto, las dos primeras filas de la tabla periódica se denominanbloque s.De manera similar, elbloque pson las seis columnas más a la derecha de la tabla periódica, elbloque dson las 10 columnas centrales de la tabla periódica, mientras que elbloque fes la sección de 14 columnas que normalmente se representa separada del cuerpo principal. de la tabla periódica.Podría ser parte del cuerpo principal, pero la tabla periódica sería bastante larga y engorrosa.
En el caso de átomos con muchos electrones, esta notación puede ser larga, por lo que se utiliza una notación abreviada.La configuración electrónica se puede visualizar como los electrones del núcleo, equivalentes algas nobledel período anterior, y los electrones de valencia (por ejemplo, [Xe] 6s2 para el bario).
Estados de oxidación
Los estados de oxidación se representan típicamente por números enteros que pueden ser positivos, cero o negativos.La mayoría de los elementos tienen más de un posible estado de oxidación.Por ejemplo, el carbono tiene nueve posibles estados de oxidación enteros de -4 a +4.
La definición actual del estado de oxidación del Libro de Oro de la IUPAC es:
“El estado de oxidación de un átomo es la carga de este átomo después de la aproximación iónica de sus enlaces heteronucleares …”
y el término número de oxidación es casi sinónimo.Un elemento que no se combina con ningún otro elemento diferente tiene un estado de oxidación de 0. El estado de oxidación 0 ocurre para todos los elementos – es simplemente el elemento en su forma elemental.Un átomo de un elemento en un compuesto tendrá un estado de oxidación positivo si se le han eliminado electrones.De manera similar, la adición de electrones da como resultado un estado de oxidación negativo.También hemos distinguido entre los estados de oxidación posibles y comunes de cada elemento.Por ejemplo, el silicio tiene nueve posibles estados de oxidación enteros de -4 a +4, pero solo -4, 0 y +4 son estados de oxidación comunes.
Resumen
| Elemento | Calcio |
| Numero de protones | 20 |
| Número de neutrones (isótopos típicos) | 40;42;43;44;46 |
| Numero de electrones | 20 |
| Configuración electronica | [Ar] 4s2 |
| Estados de oxidación | +2 |
Fuente: www.luciteria.com
