鈣元素
鹼土金屬中最活潑的元素
鈣的氧化態為+2，它能同空氣中的氧和氮緩慢作用生成一層氧化物和氮化物保護膜。
鈣在生物體中是一種重要的元素。動物體內的鈣不僅參加骨骼和牙齒的組成，而且參與新陳代謝。
它的氧化態通常為+2，屬元素周期表中IIA族鹼土金屬。鈣的化學性質活潑，在空氣中表面上能形成一層氧化物（氧化鈣）或氮化物薄膜（氮化鈣），防止繼續受到腐蝕；鈣與冷水作用緩慢，在熱水中發生劇烈反應放出氫；鈣可與鹵族元素直接反應，在加熱下與硫、碳反應；鈣與濃氨水形成六氨合鈣，這是一種有金屬光澤的高導電性固體。
1789年，拉瓦錫發表的元素表中就列有鈣元素。
1808年，英國的戴維、瑞典的貝采利烏斯、法國的蓬丁，用電解石灰與氧化汞的混合物，得到鈣汞合金，將合金中的汞蒸餾后，就獲得了銀白色的金屬鈣。至此鈣才被確定為元素，並根據拉丁文生石灰Calx, 命名改為Calcium, 元素符號Ca。
鈣的製備主要有還原法、電解法和鈣精鍊。由於金屬鈣的活潑性非常強，過去主要用電解熔融氯化鈣或氫氧化鈣才能製成，近幾年還原法逐漸成為生產金屬鈣的主要方法。
還原法：還原法是使用金屬鋁在真空和高溫下還原石灰，再經精餾而得鈣。
還原法通常用石灰石為原料，經燒成氧化鈣，以鋁粉作還原劑，將粉碎的氧化鈣與鋁粉按一定比例混合均勻，壓製成塊，在0.01真空和1050-1200℃溫度下反應，生成鈣蒸氣和鋁酸鈣。其反應式是：6CaO+2Al==3Ca+3CaO·Al2O3
還原出來的鈣蒸氣在750-400℃下結晶。結晶鈣再在氬氣保護下熔融鑄錠，得到緻密的鈣錠。還原法生產鈣的回收率一般在60%左右，工藝流程見下圖：
由於其工藝過程也比較簡單，近幾年還原法是生產金屬鈣的主要方法。正常狀態下的燃燒很容易達到金屬鈣的熔點，所以會引起金屬鈣的燃燒。
較早的電解是接觸法，後來改進為液體陰極法電解。
接觸法電解是拉特瑙(W.Rathenau)於1904年首先應用的。所用的電解質為CaCl2和CaF2的混合物。電解槽陽極用碳素如石墨等作內襯，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。隨著電解的進行，陰極相應提升，鈣在陰極形成一個胡蘿蔔形的棒狀物。
接觸法生產鈣的缺點是：原料消耗大，金屬鈣在電解質中的溶解度高，電流效率低，產品質量差(含氯1%左右)等。
液體陰極法是以銅鈣合金(含鈣10%-15%)作為液體陰極，石墨電極作陽極。電解析出的鈣沉積在陰極上。電解槽槽殼用鑄鐵製作。電解質是CaCl2和KCI的混合物。選擇銅作液體陰極的合金成分是因為銅鈣相圖中在高鈣含量區域內，存在著非常廣泛的低熔點區域，可以在低於700℃製取含鈣60%-65%的銅鈣合金。同時由於銅的蒸氣壓小，在蒸餾時容易分離。此外，含鈣60%-65%的銅鈣合金的密度較大(2.1-2.2g/cm³)，能保證與電解質很好地分層。陰極合金中鈣含量不超過62%-65%。電流效率約為70%。每公斤鈣消耗CaCl2為3.4-3.5公斤。
電解生產的銅鈣合金在0.01托真空和750-800℃溫度條件下進行每一次蒸餾，以除去易揮發的鉀、鈉等雜質。然後在1050-1100℃下進行第二次真空蒸餾，鈣在蒸餾罐上部冷凝、結晶，而殘銅(含鈣10%-15%)留在罐底，返回電解槽使用。取出的結晶鈣即為工業鈣，品位為98%-99%。如果原料CaCl2中鈉、鎂總含量<0.15%，則銅鈣合金經過一次蒸餾，即可得到含量≥99%的金屬鈣。
工業鈣再經高真空蒸餾處理可得到高純度鈣。一般控制蒸餾溫度為780-820℃，真空度1×10。蒸餾處理對凈化鈣中氯化物效果較差，可在低於蒸餾溫度時，添加氮化物，使形成CanCloNp形式的復鹽。這種鹽蒸氣壓小，不易揮發而殘留在蒸餾殘渣中。通過添中氮化物和真空蒸餾凈化，鈣中雜質元素氯、錳、銅、鐵、硅、鋁、鎳的總和可降到1000-100ppm，即可得到99.9%-99.99%的高純度鈣，再經擠壓或軋製成棒和板，或切成小片，分裝在密閉容器中。
根據以上三種製備方式，可以看出還原法工藝流程簡單，耗能、耗時少，多方考慮更適於工業上生產金屬鈣，因此，近幾年還原法是生產金屬鈣的主要方法。
鈣在工業領域具體應用如下：
脫氧劑：冶鍊錫青銅、鎳、鋼時，鈣用作脫氧劑。
脫水劑：鈣是有機溶劑的脫水劑。
脫硫與脫碳劑：鈣是鐵和鐵合金的脫硫和脫碳劑。
吸氣劑：電子管製作中，鈣用作吸氣劑。
助熔劑：氟化鈣用作光學玻璃、光導纖維、搪瓷的原料，用作助熔劑。
氧化劑、漂白藥劑、快乾劑：過氧化鈣是緩和的氧化劑，用作殺菌、防腐、漂白藥劑；也用作封閉膠泥的快乾劑。
還原劑：鈣是高溫下冶金的還原劑——從氧化物、鹵化物中製取金屬鉻、釷、鈾、稀土元素、鋯，以及磁性材料釤鈷合金、吸氫材料鑭鎳合金和鈦鎳合金等。
含鈣0.04%的鉛鈣合金有較高硬度和耐蝕性能，用作電纜線外皮和蓄電池鉛板；鋁合金中加入鈣，可增強塑性。
眾所周知，鈣對人體健康至關重要。
鈣主要分佈在人體骨骼和血漿中，隨著人們對健康的日趨關注，鈣在醫學領域的應用也越加廣泛。
鈣是人體必需的常量元素，也是人體中含量最多的無機元素，成年人身體中的鈣含量約佔體重的1.5%-2.0%，人體總鈣含量達1200-1400g，其中99%存在於骨骼和牙齒中，組成人體支架，成為機體內鈣的儲存庫；另外1％存在於軟組織、細胞間隙和血液中，統稱為混溶鈣池，與骨鈣保持著動態平衡。骨鈣主要以非晶體的磷酸氫鈣(CaHPO4)和晶體的羥磷灰石(3Ca3PO4·Ca(OH)2)形式存在，骨骼通過不斷的成骨和溶骨作用使骨鈣與血鈣保持動態平衡。
鈣對人體所有細胞功能的發揮起著重要的生理調節作用。鈣是人體內200多種酶的激活劑，使人體各器官能夠正常運作，由於鈣元素參與人體的新陳代謝，因此每天必須補充鈣，鈣在人體內含量不足或是過剩都會影響人體生長發育和健康。
含鈣礦物在建築領域的應用
含鈣礦物有很多種包括方解石(主要成分碳酸鈣-CaCO3)，石灰岩(主要成分碳酸鈣)，石灰石(主要成分碳酸鈣)，大理石(主要成分碳酸鈣)，漢白玉(主要成分碳酸鈣)，白雲石(主要成分-CaMg(CO3)2)，螢石(主要成分氟化鈣-CaF2)，石灰(主要成分氧化鈣-CaO)等。其中碳酸鈣是重要的建築材料。如潔白純凈的碳酸鈣岩石叫做漢白玉，可直接用來做裝飾性的石柱或工藝品；因含雜質而有美麗花紋的碳酸鈣叫做大理石，用來做建築物外牆和內壁的貼面或鋪設地面（如故宮園林中的大理石石雕，唐山市下轄的遷安市境的獨有的兩段用大理石建造的長城）；質地緻密的碳酸鈣岩石(石灰石)也可直接用於建房，但石灰石的主要用途是生產水泥。螢石也廣泛應用於玻璃、陶瓷、水泥等建材工業中。石灰，由於原料分佈廣泛，也廣泛應用於土木工程及各種建築中。
鈣的化合物在建築領域的應用
鈣的化合物在建築領域應用也較為廣泛，如上面提到的碳酸鈣以各種礦石形式被應用到了裝飾建築行業。除碳酸鈣CaCO3外，氧化鈣CaO，氫氧化鈣Ca(OH)2，氟化鈣CaF2，硫酸鈣CaSO4也在建築領域有著廣泛的應用，如氧化鈣(生石灰)可用作建築材料，水泥速溶劑；氫氧化鈣(熟石灰、消石灰)可以與沙子混合來砌磚；氟化鈣(氟石、螢石)用在玻璃、陶瓷、水泥等建材工業中；硫酸鈣(硬石膏)可以用作水泥、油漆膩子及其他建築材料。
1.疏水參數計算參考值（XlogP）:無
2.氫鍵供體數量:0
3.氫鍵受體數量:0
4.可旋轉化學鍵數量:0
5.互變異構體數量:無
6.拓撲分子極性表面積0
7.重原子數量:1
8.表面電荷:0
9.複雜度:0
10.同位素原子數量:0
11.確定原子立構中心數量:0
12.不確定原子立構中心數量:0
13.確定化學鍵立構中心數量:0
14.不確定化學鍵立構中心數量:0
15.共價鍵單元數量:3
1、摩爾折射率：無
2、摩爾體積（cm/mol）：無
3、等張比容（90.2K）：無
4、表面張力（dyne/cm）：無
5、介電常數：無
6、極化率（10cm）：無
7、單一同位素質量：41.978241 Da
8、標稱質量：42 Da
9、平均質量：42.0939 Da
1.維持強健的骨骼和健康的牙齒；
2.維持規則的心律；
3.緩解失眠癥狀；
4.幫助體內鐵的代謝；
5.強化神經系統，特別是其刺激的傳達機能。
嬰幼兒及兒童
兒童的體內鈣質容易流失，也常常攝取不足，是比較容易流失鈣的人群之一，缺鈣會引起軟骨病、佝僂病、生髮遲、出牙遲、站立遲、走路遲、說話遲、齲齒、厭食、消瘦、多汗、夜啼、好動症等不良癥狀，如果在兒童成長階段缺乏鈣元素，將大大影響其發育。
青少年
青少年正在長身體的時候，如果缺鈣會影響到骨骼的生長發育，由於缺鈣容易引起骨骼生長不良、發育遲緩、牙齒髮育畸形、患蕁麻疹、近視眼等癥狀，很多青少年都出現缺鈣的現象，對身體有不良影響，一定要及時給孩子補鈣。
孕婦及絕經婦女
由於孕婦攝取的鈣質不僅要供自身需要求還要滿足快速發育的寶寶的需求，所以孕婦缺鈣非常常見，孕期如果鈣攝入量不足會導致媽媽骨質疏鬆、小腿痙攣、腰酸背痛、關節痛、浮腫、妊娠高血壓等癥狀，孕婦缺鈣不僅會影響到孕婦自身的健康，也會影響還未出生的寶寶的骨骼發育，孕寶寶如果得不到足夠的鈣質，容易患先天性佝僂病。
更年期是每個女性都必須經歷的一個生理周期，雌激素水平會突然下降，對鈣質的吸收能力也隨之銳減，骨骼的鈣流失加劇，更年期女性特別是絕經后的女性容易患骨質疏鬆，易骨折、身高縮短、駝背，骨質增生、牙齒易出血、掉牙脫髮等癥狀。
中老年人
成年以後，人體就慢慢進入了負鈣平衡期，即鈣質的吸收減少、排泄加大。老年人大多是因為鈣的流失而造成缺鈣現象，骨質疏鬆、骨質增生、牙痛易出血、腰酸背疼、頭暈失眠、高血壓、心臟病、易疲勞、老年痴獃、便秘等癥狀，如何長期處於缺鈣的狀態，會給中老年人帶來許多的慢性急病。
1.人體缺鈣會降低軟組織的彈性和韌性。皮膚缺彈性顯得松垮、衰老；眼睛晶狀體缺彈性、易近視、老花；血管缺彈性易硬化。
3.鈣有助於神經遞質，能強化神經系統的產生和釋放傳導功能。如你的手碰到一杯特別熱的水，很快就放下，這中間就有一個神經系統的運作過程：感受器（皮膚）--傳人神經--中樞神經--傳出神經--效應器（肌肉）。其中感受和衝動傳遞給神經細胞，神經細胞又傳出去，這中間有一種物質做是神經遞質。
4.維持肌肉神經的正常興奮。如血鈣增高可抑制肌肉、神經的興奮性；當血鈣低於70mg/L時，神經肌肉的興奮性升高，出現抽搐、腸激綜合症、女孩子痛經等等，就是缺鈣引起的一個重要原因。
膳食中鈣的攝入量很難滿足其生理需要，所以容易造成鈣缺乏，進而引發骨骼發育不良、骨質疏鬆。鈣在人體中起著重要的作用，缺乏會引起一些不利於健康的癥狀。
豆製品：大豆是高蛋白食物，含鈣量也很高。500克豆漿含鈣120毫克，150克豆腐含鈣就高達500毫克，其他豆製品也是補鈣的良品。
蔬菜：蔬菜中也有許多高鈣的品種。雪裡紅100克含鈣230毫克；小白菜、油菜、茴香、芫荽、芹菜等每100克鈣含量也在150毫克左右。其他還有，海帶、紫菜、腐竹等、芹菜、油菜、胡蘿蔔、雪裡蕻、蘿蔔櫻、香菜、芝麻、黑木耳、蘑菇等。
水果和乾果類：檸檬、枇杷、蘋果、黑棗、杏仁、山楂、葡萄乾、胡桃、西瓜籽、南瓜籽、桑葚、花生、蓮子、芡實等。
上面介紹的這些食物都是可以很好的給人體補充鈣的食物，在日常生活中可以多加攝取，保證鈣的充足供給，維持身體健康。
在這些含鈣的是食物中，下面給出一些食物的鈣含量（其中食物的量是100克）：
蝦皮 2000
海帶（干） 1177
乾酪 900
乳酪 590
大豆 367
榛子仁（炒） 316
豆腐 250
蛋黃 134
牛奶 120
母乳 34
需要補充鈣的人群可以多吃點上面列舉的食物。
