カルシウム

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カリウム - カルシウム - スカンジウム
Mg
Ca
Sr
 
 
ファイル:Ca-TableImage.png
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
, 周期, ブロック2 (IIA), 4, s
密度, 硬度1550 kg/m3, 1.75
銀白色
カルシウム
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
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DMDE MeVDP
40Ca96.941%中性子20個で安定
41Ca{syn.}103,000ε0.42141K
42Ca0.647%中性子22個で安定
43Ca0.135%中性子23個で安定
44Ca2.086%中性子24個で安定
46Ca0.004%中性子26個で安定
48Ca0.187%>6×1018β-4.27248Ti
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、「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)。常温で酸素ハロゲン元素と反応する。常温で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[1]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。の活動を促す働きがあり、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[2]。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[編集]

1808年ハンフリー・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[編集]

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、煎餅海苔などの容器の中に封入されている。また、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(脱リン脱硫に有用)カルシウムが使われ、アルミニウムトリウム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[編集]

硫酸塩、炭酸塩[編集]

ハロゲン化物[編集]

酸素、水素系[編集]

その他[編集]

有機塩[編集]

疫学[編集]

骨粗鬆症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[3]

脚注[編集]

  1. 妊産婦のための食生活指針 (厚生労働省)
  2. このメカニズムは江橋節郎博士によって解明された。
  3. 『骨粗鬆症の予防と治療ガイドライン2006年版』 骨粗鬆症の予防と治療ガイドライン作成委員会、ライフサイエンス出版。2006年10月。ISBN 978-4897752280。34-35、77頁。

外部リンク[編集]

1 元素周期表 18
1 H 2 13 14 15 16 17 He
2 Li Be B C N O F Ne
3 Na Mg 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Al Si P S Cl Ar
4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
6 Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
7 Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg ...
* La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
** Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr