El calcio (Ca) es un elemento químico muy importante en los procesos biológicos como los fenómenos geológicos.
Este elemento pertenece al Grupo 2 de la tabla periódica, conocido como los metales alcalinotérreos, y está en el período 4. Su importancia radica en su papel esencial en la biología, la química y la industria.
En este artículo abordamos las características princiaples de este elemento químico: su presencia en la tabla periòdica de los elementos y sus propiedades físicas y químicas.
El calcio en la tabla periódica
El calcio tiene el símbolo Ca y el número atómico 20, lo que significa que su núcleo contiene 20 protones. Su configuración electrónica es [Ar] 4s², indicando que tiene dos electrones en su capa más externa, los cuales son responsables de su alta reactividad química.
Como parte de los metales alcalinotérreos, comparte propiedades comunes con otros elementos de su grupo, como el magnesio (Mg) y el estroncio (Sr).
El calcio es un metal, y aunque pocas veces lo encontramos en su forma elemental en la naturaleza debido a su alta reactividad, está ampliamente distribuido en forma de compuestos, como el carbonato de calcio (CaCO₃) y el sulfato de calcio (CaSO₄).
Propiedades físicas del calcio
El calcio es un metal plateado o grisáceo, de aspecto brillante cuando está recién cortado. Sin embargo, al exponerse al aire, pierde rápidamente su brillo debido a la formación de una fina capa de óxido de calcio en su superficie, lo que lo protege de una oxidación más profunda.
Algunas de sus propiedades físicas más relevantes incluyen:
- Punto de fusión: 842 °C
- Punto de ebullición: 1484 °C
- Densidad: 1,55 g/cm³ (menos denso que otros metales como el hierro o el cobre).
- Maleabilidad y ductilidad: Es relativamente maleable, lo que significa que puede ser trabajado en láminas finas, aunque es menos dúctil que otros metales más blandos.
- Conductividad: El calcio es un buen conductor de la electricidad y el calor, lo cual es característico de los metales.
Estas propiedades físicas hacen que el calcio sea útil en aplicaciones industriales específicas, como en la metalurgia, donde se utiliza como agente reductor para extraer otros metales, como el uranio y el torio.
Propiedades químicas del calcio
El calcio es un elemento químicamente activo. Debido a sus dos electrones en la capa más externa (capa s), tiende a perder estos electrones con facilidad, formando el ion Ca²⁺, que es altamente estable. A continuación, describimos algunas de sus propiedades químicas más notables:
Reactividad con el oxígeno
El calcio reacciona rápidamente con el oxígeno del aire para formar óxido de calcio (CaO), también conocido como "cal viva".
Esta reacción ocurre de manera espontánea, aunque no tan violenta como en el caso de los metales alcalinos del Grupo 1. La reacción puede representarse de la siguiente forma:
2Ca+O₂→2CaO
Reactividad con el agua
El calcio reacciona con el agua, liberando gas hidrógeno y formando hidróxido de calcio (Ca(OH)₂), una sustancia alcalina:
Ca+2H₂O→Ca(OH)₂+H₂↑
Aunque esta reacción no es tan violenta como la de los metales alcalinos, produce burbujas de gas hidrógeno visibles, lo que demuestra su carácter reactivo.
Reactividad con ácidos
El calcio reacciona vigorosamente con ácidos para liberar gas hidrógeno y formar sales. Por ejemplo, con ácido clorhídrico (HCl), produce cloruro de calcio (CaCl₂):
Ca+2HCl→CaCl₂+H₂↑
Formación de compuestos
El calcio forma una variedad de compuestos importantes, como:
- Carbonato de calcio (CaCO₃): Componente principal de las rocas calcáreas, mármol y conchas marinas.
- Sulfato de calcio (CaSO₄): Presente en el yeso.
- Cloruro de calcio (CaCl₂): Utilizado para deshielar carreteras.
Estos compuestos son cruciales tanto en procesos industriales como en la naturaleza.