body.skin-minerva .mw-parser-output table.infobox caption{text-align:center}























































































































































钙   20Ca





















































































































































.mw-parser-output .Yuansuzhouqibiao_alkali{background-color:#ff6666}.mw-parser-output .Yuansuzhouqibiao_alkali_predicted{background-color:#ffa1a1}.mw-parser-output .Yuansuzhouqibiao_alkali_earth{background-color:#ffdead}.mw-parser-output .Yuansuzhouqibiao_alkali_earth_predicted{background-color:#ffecd3}.mw-parser-output .Yuansuzhouqibiao_lanthanide{background-color:#ffbfff}.mw-parser-output .Yuansuzhouqibiao_actinide{background-color:#ff99cc}.mw-parser-output .Yuansuzhouqibiao_superactinides{background-color:#b5c8ff}.mw-parser-output .Yuansuzhouqibiao_superactinides_predicted{background-color:#d1ddff}.mw-parser-output .Yuansuzhouqibiao_eka_superactinide{background-color:#a0e032}.mw-parser-output .Yuansuzhouqibiao_eka_superactinide_predicted{background-color:#c6dd9d}.mw-parser-output .Yuansuzhouqibiao_transition{background-color:#ffc0c0}.mw-parser-output .Yuansuzhouqibiao_transition_predicted{background-color:#ffe2e2}.mw-parser-output .Yuansuzhouqibiao_post_transition{background-color:#cccccc}.mw-parser-output .Yuansuzhouqibiao_post_transition_predicted{background-color:#dfdfdf}.mw-parser-output .Yuansuzhouqibiao_metalloid{background-color:#cccc99}.mw-parser-output .Yuansuzhouqibiao_metalloid_predicted{background-color:#e2e2aa}.mw-parser-output .Yuansuzhouqibiao_diatomic{background-color:#e7ff8f}.mw-parser-output .Yuansuzhouqibiao_diatomic_predicted{background-color:#F3FFC7}.mw-parser-output .Yuansuzhouqibiao_polyatomic{background-color:#a1ffc3}.mw-parser-output .Yuansuzhouqibiao_polyatomic_predicted{background-color:#d0ffe1}.mw-parser-output .Yuansuzhouqibiao_reactive_nonmetal{background-color:#a0ffa0}.mw-parser-output .Yuansuzhouqibiao_reactive_nonmetal_predicted{background-color:#d3ffd3}.mw-parser-output .Yuansuzhouqibiao_halogen{background-color:#ffff99}.mw-parser-output .Yuansuzhouqibiao_halogen_predicted{background-color:#ffffd6}.mw-parser-output .Yuansuzhouqibiao_noble_gas{background-color:#c0ffff}.mw-parser-output .Yuansuzhouqibiao_noble_gas_predicted{background-color:#ddffff}.mw-parser-output .Yuansuzhouqibiao_supercritical_atom{background-color:#f4f4c6}.mw-parser-output .Yuansuzhouqibiao_supercritical_atom_predicted{background-color:#f4f4c6}.mw-parser-output .Yuansuzhouqibiao_no_electron{background-color:#d0d0d0}.mw-parser-output .Yuansuzhouqibiao_s_block{background-color:#ff6699}.mw-parser-output .Yuansuzhouqibiao_s_block_predicted{background-color:#FBD}.mw-parser-output .Yuansuzhouqibiao_p_block{background-color:#99ccff}.mw-parser-output .Yuansuzhouqibiao_p_block_predicted{background-color:#CEF}.mw-parser-output .Yuansuzhouqibiao_d_block{background-color:#ccff99}.mw-parser-output .Yuansuzhouqibiao_d_block_predicted{background-color:#DFC}.mw-parser-output .Yuansuzhouqibiao_ds_block{background-color:#90ffb0}.mw-parser-output .Yuansuzhouqibiao_ds_block_predicted{background-color:#C7FFD7}.mw-parser-output .Yuansuzhouqibiao_f_block{background-color:#66ffcc}.mw-parser-output .Yuansuzhouqibiao_f_block_predicted{background-color:#BFE}.mw-parser-output .Yuansuzhouqibiao_g_block{background-color:#ffcc66}.mw-parser-output .Yuansuzhouqibiao_g_block_predicted{background-color:#FDA}.mw-parser-output .Yuansuzhouqibiao_h_block{background-color:#F0908C}.mw-parser-output .Yuansuzhouqibiao_h_block_predicted{background-color:#F0B6B4}.mw-parser-output .Yuansuzhouqibiao_unknown{background-color:#e8e8e8}.mw-parser-output .Yuansuzhouqibiao_error_type{background-color:#000000}.mw-parser-output .Yuansuzhouqibiao_null{background-color:inherit}.mw-parser-output .Yuansuzhouqibiao_maybe_not_exist{background-color:white}.mw-parser-output .Yuansuzhouqibiao_none_type{background-color:#c0c0c0}.mw-parser-output .Yuansuzhouqibiao_gas{color:green}.mw-parser-output .Yuansuzhouqibiao_liquid{color:blue}.mw-parser-output .Yuansuzhouqibiao_solid{color:black;font-weight:bold}.mw-parser-output .Yuansuzhouqibiao_unknow_phase{color:grey}
氫(非金屬)



氦(惰性氣體)


鋰(鹼金屬)


鈹(鹼土金屬)



硼(類金屬)


碳(非金屬)


氮(非金屬)


氧(非金屬)


氟(鹵素)


氖(惰性氣體)


鈉(鹼金屬)


鎂(鹼土金屬)



鋁(貧金屬)


矽(類金屬)


磷(非金屬)


硫(非金屬)


氯(鹵素)


氬(惰性氣體)


鉀(鹼金屬)


鈣(鹼土金屬)



鈧(過渡金屬)


鈦(過渡金屬)


釩(過渡金屬)


鉻(過渡金屬)


錳(過渡金屬)


鐵(過渡金屬)


鈷(過渡金屬)


鎳(過渡金屬)


銅(過渡金屬)


鋅(過渡金屬)


鎵(貧金屬)


鍺(類金屬)


砷(類金屬)


硒(非金屬)


溴(鹵素)


氪(惰性氣體)


銣(鹼金屬)


鍶(鹼土金屬)




釔(過渡金屬)


鋯(過渡金屬)


鈮(過渡金屬)


鉬(過渡金屬)


鎝(過渡金屬)


釕(過渡金屬)


銠(過渡金屬)


鈀(過渡金屬)


銀(過渡金屬)


鎘(過渡金屬)


銦(貧金屬)


錫(貧金屬)


銻(類金屬)


碲(類金屬)


碘(鹵素)


氙(惰性氣體)


銫(鹼金屬)


鋇(鹼土金屬)


鑭(鑭系元素)


鈰(鑭系元素)


鐠(鑭系元素)


釹(鑭系元素)


鉕(鑭系元素)


釤(鑭系元素)


銪(鑭系元素)


釓(鑭系元素)


鋱(鑭系元素)


鏑(鑭系元素)


鈥(鑭系元素)


鉺(鑭系元素)


銩(鑭系元素)


鐿(鑭系元素)


鎦(鑭系元素)


鉿(過渡金屬)


鉭(過渡金屬)


鎢(過渡金屬)


錸(過渡金屬)


鋨(過渡金屬)


銥(過渡金屬)


鉑(過渡金屬)


金(過渡金屬)


汞(過渡金屬)


鉈(貧金屬)


鉛(貧金屬)


鉍(貧金屬)


釙(貧金屬)


砈(類金屬)


氡(惰性氣體)


鍅(鹼金屬)


鐳(鹼土金屬)


錒(錒系元素)


釷(錒系元素)


鏷(錒系元素)


鈾(錒系元素)


錼(錒系元素)


鈽(錒系元素)


鋂(錒系元素)


鋦(錒系元素)


鉳(錒系元素)


鉲(錒系元素)


鑀(錒系元素)


鐨(錒系元素)


鍆(錒系元素)


鍩(錒系元素)


鐒(錒系元素)


鑪(過渡金屬)


𨧀(過渡金屬)


𨭎(過渡金屬)


𨨏(過渡金屬)


𨭆(過渡金屬)


䥑(預測為過渡金屬)


鐽(預測為過渡金屬)


錀(預測為過渡金屬)


鎶(過渡金屬)


鉨(預測為貧金屬)


鈇(貧金屬)


鏌(預測為貧金屬)


鉝(預測為貧金屬)


Ts(預測為鹵素)


Og(預測為惰性氣體)









钾 ← → 钪


外觀

暗沉的灰色,銀色


鈣的原子光譜
概況
名稱·符號·序數

钙(Calcium)·Ca·20
元素類別
碱土金属

族·週期·區

2 ·4·s
標準原子質量
40.078(4)
電子排布

[氩] 4s2
2, 8, 8, 2


钙的电子層(2, 8, 8, 2)

歷史
發現
汉弗里·戴维(1808年)
分離
漢弗里·戴維(1808年)
物理性質
物態
固态
密度
(接近室温)
1.55 g·cm−3

熔點時液體密度

1.378 g·cm−3
熔點
1115 K,842 °C,1548 °F
沸點
1757 K,1484 °C,2703 °F
熔化熱
8.54 kJ·mol−1
汽化熱
154.7 kJ·mol−1
比熱容
25.929 J·mol−1·K−1

蒸氣壓





















壓/Pa
1
10
100
1 k
10 k
100 k
溫/K
864
956
1071
1227
1443
1755

原子性質
氧化態
+2, +1[1]
(強鹼性)
電負性
1.00(鲍林标度)
電離能

第一:589.8 kJ·mol−1

第二:1145.4 kJ·mol−1

第三:4912.4 kJ·mol−1


(更多)
原子半徑
197 pm
共價半徑
176±10 pm
范德華半徑
231 pm
雜項
晶體結構
面心立方
磁序
抗磁性
電阻率
(20 °C)33.6 n Ω·m
熱導率
201 W·m−1·K−1
膨脹係數
(25 °C)22.3 µm·m−1·K−1

聲速(細棒)

(20 °C)3810 m·s−1
楊氏模量
20 GPa
剪切模量
7.4 GPa
體積模量
17 GPa
泊松比
0.31
莫氏硬度
1.75
布氏硬度
167 MPa
CAS號 7440-70-2
最穩定同位素

主条目:钙的同位素
























































































同位素

丰度

半衰期 (t1/2)

衰變

方式

能量(MeV)

產物

40Ca
96.941%
>5.9×1021

β+β+
0.194

40Ar

41Ca

微量
1.03×105

ε
-

41K

42Ca
0.647%

穩定,帶22個中子

43Ca
0.135%

穩定,帶23個中子

44Ca
2.086%

穩定,帶24個中子

45Ca

人造
162.7 天

β
0.258

45Sc

46Ca
0.004%
>2.8×1015

ββ
0.988

46Ti

47Ca

人造
4.536 天

β
0.694, 1.99

47Sc

γ
1.297

-

48Ca
0.187%
4.3×1019

ββ
4.274

48Ti

β(未觀察到)
0.0058

48Sc


Calcium)是一種化学元素。其化学符号是Ca,原子序数是20。鈣是银白色的碱土金属,具有中等程度的軟性。雖然在地殼的含量也很高,為地殼中第五豐富的元素,占地殼總質量3%[2],因其化學活性頗高,可以和水或酸反應放出氫氣,或是在空氣中便可氧化(形成緻密氧化層(氧化鈣)),因此在自然界多以離子狀態或化合物形式存在,而沒有单质存在。在工業的主要礦物來源如石灰岩、石膏等,在建筑(水泥原料)、肥料、制鹼、和医疗上用途佷广。




目录






  • 1 同位素


  • 2 發現


  • 3 製備


  • 4 用途


  • 5 自然界的鈣


  • 6 對人體的影響


    • 6.1 人體的含量與分布


      • 6.1.1 骨骼鈣


      • 6.1.2 牙齒鈣


      • 6.1.3 血鈣




    • 6.2 消化與吸收


    • 6.3 攝取量


    • 6.4 食物來源


    • 6.5 鈣補充劑


    • 6.6 與其他營養素之關係


    • 6.7 鈣與疾病預防


    • 6.8 钙信号




  • 7 参考文献





同位素



自然界有6種天然同位素存在,不过只有其中3种是稳定的(鈣-43,鈣-42,鈣-44),另有11種放射性同位素。



發現


1808年,英国的戴维、瑞典的贝采利乌斯、法国的蓬丁,使用汞阴极电解石灰石制得在电解质,在阴极的汞齐中提出金属钙。


從此鈣被確定為元素,並被命名為Calcium,元素符號是Ca{displaystyle {{ce {Ca}}}}{displaystyle {ce {Ca}}}。Calcium來自拉丁文中表示生石灰的詞calx。




製備


有電解法及还原法兩種方式。


其中電解法是拉特瑙(W.Rathenau)於1904年首先應用的,所用的電解質為CaCl2和CaF2的混合物。電解槽陽極用石墨等作內襯,陰極用鋼製成。電解析出的鈣漂浮在電解質表面,同鋼製陰極接觸而冷凝在陰極上。


还原法是生產金屬鈣的主要方法。通常用石灰石為原料,經燒成氧化鈣,以鋁粉作還原劑。粉碎的氧化鈣與鋁粉按一定比例混合均勻,壓製成塊。




用途


钙可用作合金的脱氧剂,以及油类的脱水剂等。



自然界的鈣


通常水中含鈣鎂離子即稱之為硬水。而硬度是由水溶液中的礦物質含量多寡而決定,而且會特別指CaCO3{displaystyle {{ce {CaCO3}}}}{displaystyle {ce {CaCO3}}}MgCO3{displaystyle {{ce {MgCO3}}}}{displaystyle {ce {MgCO3}}}含量。常用ppm (CaCO3{displaystyle {{ce {CaCO3}}}}{displaystyle {ce {CaCO3}}})或mgCaCO3{displaystyle {{ce {CaCO3}}}}{displaystyle {ce {CaCO3}}}/L H2O{displaystyle {ce {H2O}}}{displaystyle {ce {H2O}}}表示。



對人體的影響



鈣是人體必需的礦物質營養素,所有的細胞都需要鈣。鈣離子Ca2+{displaystyle {ce {Ca^{2+}}}}{displaystyle {ce {Ca^{2+}}}}在生物體中是許多生化過程及生理過程的觸發器,如觸發肌肉收縮、釋放激素、傳遞脈衝、促進血液凝結、調節心律和分泌乳汁等等。Ca2+{displaystyle {ce {Ca^{2+}}}}{displaystyle {ce {Ca^{2+}}}}尤為各種高級生物體所必需。
現代醫學研究表明,鈣營養與體內免疫、神經、內分泌、消化、循環、運動、生殖等十多個系統的功能密切相關,鈣離子參與生命進化及生命運動的全過程。基礎醫學臨床醫學的研究已證實鈣離子對生命的影響巨大,也就是說人類健康離不開鈣[3]



人體的含量與分布


人體的鈣含量約1~1.25kg,占體重1.5~2%,鈣原子數目僅次於C{displaystyle {ce {C}}}{displaystyle {ce {C}}}H{displaystyle {ce {H}}}{displaystyle {ce {H}}}O{displaystyle {{ce {O}}}}{displaystyle {ce {O}}}N{displaystyle {ce {N}}}{displaystyle {ce {N}}}等四種非金屬元素,為身體中含量最多的金屬。每千克非脂肪組織中平均約含鈣20~25g。體內鈣99%以上都分佈在骨骼和牙齒中,其餘不足1%的鈣分佈在體液及全身各組織器官中,是多種生理活動的參與者。這1%在人體的組織及血液中鈣的濃度必需保持恆定,不能太高也不能太低,否則會威脅生命安全。



骨骼鈣


鈣是骨骼、牙齒和細胞壁形成時的必需結構成分。骨鈣的組成主要是羥磷灰石結晶,占骨骼重量40%以上,其次是碳酸鹽、檸檬酸鹽以及少量氯化物和氟化物的形式。骨鈣對維持血鈣的濃度極為重要,被稱作人體鈣元素的「儲存庫」。當血鈣濃度降低時,可迅速動員骨鈣補充,此過程即為骨質分解;反之鈣則在骨骼「暫存」。



牙齒鈣


牙齒的化學組成大部分與骨一致,牙齒的表層為牙釉質(又稱琺瑯質),除了5%水外,全部由嵌入有機基質中的無機物(羥磷灰石及氟磷灰石英语fluorapatite)組成。其中羥磷灰石所占比例超過98%,結構非常嚴密,成為人體中最硬的部分,對牙齒咀嚼、磨碎食物具有重要意義。牙本質中羥磷灰石占70%左右,牙骨質中約占40%,它們的結構與骨類似。牙齒一旦形成和鈣化後,新陳代謝就降到最低程度。維生素A、C、D的攝取,對牙的正常發育及鈣化是必不可少的。缺少維生素A會導致牙的不完全鈣化,使其硬度小;缺少維生素C影響牙中有機基質的形成;維生素D不但能幫助鈣的吸收而且明顯地促使鈣、磷在牙中的沉積。



血鈣


血漿中的鈣有48%為離子形式,46%與蛋白質結合,3%為複合物形式(Complex),還有3%未被確認。血漿中鈣濃度大約為10~11 mg/100 mL,無年齡、性別差異。鈣離子對神經組織有特殊且重要的影響,如果血鈣離子濃度下降,神經組織會過度興奮,導致手足抽搐;另一方面,高血鈣抑制神經興奮,短期引致尿毒症,如多尿、水腫、頭痛、頭暈、夜尿、腰痛、眼矇,長遠導致腎結石、骨骼早閉即停高、腎功能受損及腎衰竭。血鈣的濃度相當穩定,由副甲狀腺素(PTH)精密控制,使骨鈣和血鈣處於平衡之中。血鈣濃度低,則由骨鈣補充;反之,血鈣濃度高,則將鈣沉積於骨中儲存,或經腎臟於尿中排出體外。



消化與吸收


維他命D在小腸對鈣的吸收中扮演重要的角色,它可增加小腸細胞膜上和細胞質的鈣結合蛋白質的總量。維他命D缺乏者會因為鈣吸收不足而易患有軟骨病(佝僂病)。



攝取量


世界各地區的鈣攝取量有很大的差異,歐美等發達國家平均毎人每日攝取850毫克,而非洲、拉丁美洲及大部分發展中國家只有344毫克,相差一倍以上。因此鈣攝取不足在發展中國家是個嚴重的健康議題[4]













































































鈣的建議攝取量
年齡別 台灣(mg每天)[5]
美國(mg/day) [6]

0~6個月 400
400
6個月~6歲 500
600-800
7~9歲 600
800-1200
10~12歲 700
1200-1500
13~19歲 男800/女700
1200-1500
20歲以上 600
24歲:1200-1500

25~64歲:1000

65歲以上1500
懷孕及哺乳 1100
1200-1500
成年婦女停經後
服用雌性素:1000

未用雌性素:1500


食物來源


自然的食品以牛奶和優酪乳所含的鈣最多,其他食物如乾豆類、魚、豆腐、深色的蔬菜如花椰菜、甘藍類蔬菜和芥蘭菜等都含有豐富的鈣。此外還有很多添加鈣強化的食物,例如:橙汁、蔓越莓汁、早餐穀類食品等。也有人服用鈣補充劑以補不足。然而攝取過量的鈣後果非常嚴重會引致高血鈣,繼而腎結石。最新的膳食標準指出鈣的上限攝取量是每天2500 mg;一般人每天只須從自然食物和補充劑中攝取1500 mg的鈣,即一天500mg的的補充劑便相當足夠。
[7][8][9][10]



鈣補充劑


鈣補充劑英语Calcium supplement的主要成分為鈣化合物,如碳酸鈣、檸檬酸鈣、乳酸鈣等[11],其中吸收率最高的為檸檬酸鈣約35%,碳酸鈣為27%,乳鈣質為29%,磷酸鈣為25%。碳酸鈣取材於牡蠣殼或珍珠貝等,葡萄糖酸鈣的溶解度較大。選購鈣補充劑應注意鈣離子的含量與鈣的來源。



與其他營養素之關係


維生素D有利於鈣質的吸收與利用。磷與鈣會相互拮抗競爭,影響彼此的吸收。飲食的鈣磷比例對嬰兒非常重要,比例失調會導致抽筋,對兒童及成人則較無影響。理論上鈣磷攝取是以1:1{displaystyle 1:1}{displaystyle 1:1}的比例最佳,但實際上有困難,因為鈣只存在於少部份的食物,磷卻幾乎存在所有的食物。如果鈣質攝取量偏低,又攝取大量的磷時(鈣:磷<1:3{displaystyle <1:3}{displaystyle <1:3}),血鈣會下降,骨礦物質會分解釋出鈣,最終造成骨質流失;這種情形在老年人及停經婦女最為明顯。當鈣攝取不足時,食物中的蛋白質有利於鈣質的吸收;不過鈣攝取充足時,蛋白質就沒有促進吸收的效果。過量的蛋白質與脂肪則會促進鈣質的排泄,造成鈣質的流失。鈣質攝取過量會影響鐵、鋅等微量礦物的吸收。



鈣與疾病預防


攝取足夠鈣質可以「預防」骨質疏鬆症、直腸癌、降低男性前列腺癌的風險、維持血壓平衡。每天至少補充約800毫克的鈣質是最有效預防直腸癌的鈣攝取量,更年期婦女補充足夠的鈣質可以提高高密度脂蛋白(HDL)的濃度,這代表降低心血管疾病的風險與致命性。食用含钙多的食物,会使燃脂效果更佳,达到减肥效果。


攝取過量的鈣也會引起骨質疏鬆


骨骼中的軟組織(Soft tissue)含有鎂與蛋白質等,藉此賦予骨骼活動性以及抗脆性。實驗結果顯示補充鎂可改善停經婦女的骨質疏鬆的問題,可增加其骨質密度(Bone mineral density),並且降低骨折機率。補充鎂也會使副甲狀腺素(Parathyroid hormone,PTH)的濃度下降,推論鎂可以抑制骨質轉換,降低骨質流失而維持骨質健康。
但鎂與鈣互相拮抗,攝取過量的鈣會大幅降低鎂的吸收,故鈣只能預防。



钙信号


植物细胞能够探知病原体,从而激发一个让植物对感染产生抵抗力的防卫系统。植物防卫通道中一个最早的步骤涉及胞质溶解钙水平的增加。然而,Ca2+{displaystyle {ce {Ca^{2+}}}}{displaystyle {ce {Ca^{2+}}}}信号导致有效植物免疫响应的机制尚不清楚。



参考文献





  1. ^ Krieck, Sven; Görls, Helmar; Westerhausen, Matthias. Mechanistic Elucidation of the Formation of the Inverse Ca(I) Sandwich Complex [(thf)3Ca(μ-C6H3-1,3,5-Ph3)Ca(thf)3] and Stability of Aryl-Substituted Phenylcalcium Complexes. Journal of the American Chemical Society. 2010, 132 (35): 100818110534020. PMID 20718434. doi:10.1021/ja105534w. 


  2. ^ 柯清水 編著. 【新世紀化工化學辭典】 The new century dictionary of chemical engineering and chemistry. 第一版. 正文書局. 2000[民89]: p.355. ISBN 957-40-0253-5.  请检查|date=中的日期值 (帮助) 引文格式1维护:冗余文本 (link)


  3. ^ Gropper SS, Groff JL, et al. (2005)Advanced Nutrition and Human Metabolism, 4th ed., pp. 380-392. Wardswirth, ISBN 978-0-534-55986-1


  4. ^ WHO/FAO (2004) Vitamin and mineral requirements in human nutrition, 2nd ed, pp.59-93. WHO:Geneva.


  5. ^ 行政院衛生署(2003)國人膳食營養素參考攝取量及其說明,修訂第六版,pp. 257-298。台灣行政院衛生署,ISBN 978-957-01-4677-6


  6. ^ Institute of Medicine (1997) Dietary Reference Intakes for Calcium, Phosphorus, Magnesium, Vitamin D, and Fluoride. pp. 71-145. National Academy Press, ISBN 978-0-309-06403-3


  7. ^ 存档副本. [2007-12-24]. (原始内容存档于2005-04-05). 


  8. ^ http://www.jtf.org.tw/educate/fitness/swimg/011_061.gif[永久失效連結]


  9. ^ http://www.jtf.org.tw/educate/fitness/swimg/011_062.gif[永久失效連結]


  10. ^ 存档副本. [2007-12-24]. (原始内容存档于2008-03-05). 


  11. ^ 我们要不要补钙




















































































































































































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