カルシウム

カリウム - カルシウム - スカンジウム Mg Ca Sr     周期表
一般特性
名称, 記号, 番号	カルシウム, Ca, 20
分類	アルカリ土類金属
族, 周期, ブロック	2 (IIA), 4, s
密度, 硬度	1550 kg/m3, 1.75
色	銀白色
原子特性
質量	66.360 x 10-24 g
原子量	40.078 u
原子半径 （計測値）	180 (194) pm
共有結合半径	174 pm
VDW半径	情報なし
電子配置	[Ar]4s2
電子殻	2, 8, 8, 2
酸化数（酸化物）	2 （強塩基性酸化物）
結晶構造	面心立方構造
物理特性
相	固体 (常磁性)
融点	1115K（839°C）
沸点	1757K（1494°C）
モル体積	26.20 ×103 m3/mol
気化熱	153.6 kJ/mol
融解熱	8.54 kJ/mol
蒸気圧	254 (1112 K)
音の伝わる速さ	3810 m/s (293.15 K)
その他
クラーク数	3.39 %
電気陰性度	1.00 (ポーリング)
比熱容量	632 J/(kg*K)
導電率	29.8 ×106/m Ω
熱伝導率	201 W/(m*K)
第1イオン化エネルギー	589.8 kJ/mol
第2イオン化エネルギー	1145.4 kJ/mol
第3イオン化エネルギー	4912.4 kJ/mol
（比較的）安定同位体
同位体 NA 半減期 DM DE MeV DP 40Ca 96.941% 中性子20個で安定 41Ca {syn.} 103,000年 ε 0.421 41K 42Ca 0.647% 中性子22個で安定 43Ca 0.135% 中性子23個で安定 44Ca 2.086% 中性子24個で安定 46Ca 0.004% 中性子26個で安定 48Ca 0.187% >6×1018年 β- 4.272 48Ti
注記がない限り国際単位系使用及び標準状態下。

カルシウム（calcium）は、原子番号 20 の元素。元素記号 Ca。周期表第2族アルカリ土類金属元素の一種。「カルシウム」の名は、「石、砂利」を意味するラテン語「calx」に由来する。

銀白色の金属で、常温、常圧の安定結晶構造は面心立方構造 (FCC)。比重は 1.55、融点は摂氏 839°C、沸点は摂氏 1494°C（融点、沸点は異なる実験値あり）。常温で酸素やハロゲン元素と反応する。常温で水ともゆるやかに反応（アルコールとも反応）。アンモニア（液体）に溶ける。石灰岩等に含有されている。原子価は 2価。

また、ヒトの必須元素で、生体内には約1kgあり、99%は骨や歯として存在する。1日当たりの必要量は約500mgである。妊娠期の女性はカルシウム吸収量が増加するためカルシウムを普段よりも追加して摂取する必要はない。マグネシウムも同時に摂取しなければ意味がないとされる。脳の活動を促す働きがあり、骨の主成分でもある。筋肉の収縮には、カルシウムイオンがトロポニンという蛋白質に結合することが不可欠である。カルシウムイオンは細胞内液には殆ど存在せず、細胞外からのカルシウムイオンの流入や、細胞内の小胞体に蓄えられたカルシウムイオンの放出は、様々なシグナルとしての生理的機能がある。

歴史

1808年にハンフリー・デービー（Humphrey Davy）が、石灰を溶融電解することにより、金属カルシウムを単体分離することに成功した。

用途

生石灰（酸化カルシウム）という用途に多用され、古代では建材としてモルタルの製造に用いた。石灰は食品乾燥剤として非常に身近であり、煎餅や海苔などの容器の中に封入されている。また、骨の主成分であり、人体にも必須の元素であるため、食物を通じて摂取する。カルシウムが不足すると健康に悪影響があるため、カルシウムを補助するための食品や薬品等も販売されている。

カルシウム補助食品のうたい文句に、「血液中のカルシウム濃度が不足すると精神不安定に陥る」というものがある。しかし、血液中のカルシウム濃度が低下すると骨のカルシウムが溶け出し、健康な人では常にほぼ一定に保たれている。よって、カルシウム補助食品をとってイライラが収まるという説は医学的に見て間違いである。仮にカルシウム不足でいらいらする状態に置かれるとすれば、それ以前に重度の骨粗鬆症になるだろう。

工業用途としては、高い化学反応性を利用し、製鉄において鋼鉄の物性を向上させる目的で（脱リンや脱硫に有用）カルシウムが使われ、鉛やアルミニウム、トリウムやウラン、サマリウムの精錬にも使われる。希ガスの精錬の際は、脱窒素剤としても使用されている。マグネシウム合金にごく少量カルシウムを添加することで耐熱性が向上するために改良剤として利用がある。さらには、真空管内の残留ガス（酸素や窒素）を捕獲除去するゲッターとしての用途など、多くの場面で用途があるが、全体での需要量としてはマグネシウムに劣る。

カルシウムの化合物

硫酸塩、炭酸塩

• 硫酸カルシウム（CaSO₄） - 石膏
• 炭化カルシウム（CaC₂） - カルシウムカーバイド
• 炭酸カルシウム（CaCO₃） - 石灰石

ハロゲン化物

• 蛍石 (CaF₂)
• フッ化カルシウム（CaF₂）
• 塩化カルシウム (CaCl₂)
• 次亜塩素酸カルシウム (Ca[ClO]₂) - さらし粉

酸素、水素系

• 酸化カルシウム（CaO） - 生石灰
• 水酸化カルシウム（Ca(OH)₂） - 消石灰

その他

• リン酸カルシウム（Ca₃(PO₄)₂）
• リン化カルシウム(Ca₃P₂)

有機塩

• 酢酸カルシウム（Ca(CH₃COO)₂）

疫学

骨粗鬆症の診療ガイドラインでは、カルシウムのサプリメントの摂取は骨密度を2%増やすが骨折率には変化がないので、すすめられる根拠がない（グレードC）に分類される。

外部リンク

• カルシウム解説 -「健康食品」の安全性・有効性情報 （国立健康・栄養研究所）