O cálcio (Ca) é um elemento químico muito importante em processos biológicos, como fenômenos geológicos.
Este elemento pertence ao Grupo 2 da tabela periódica, conhecido como metais alcalino-terrosos, e está no período 4. A sua importância reside no seu papel essencial na biologia, na química e na indústria.
Neste artigo abordamos as principais características deste elemento químico: sua presença na tabela periódica dos elementos e suas propriedades físicas e químicas.
Cálcio na tabela periódica
O cálcio tem o símbolo Ca e o número atômico 20, o que significa que seu núcleo contém 20 prótons. Sua configuração eletrônica é [Ar]4s², indicando que possui dois elétrons em sua camada mais externa, responsáveis por sua alta reatividade química.
Como parte dos metais alcalino-terrosos, compartilha propriedades comuns com outros elementos do seu grupo, como o magnésio (Mg) e o estrôncio (Sr).
O cálcio é um metal e, embora raramente o encontremos em sua forma elementar na natureza devido à sua alta reatividade, é amplamente distribuído na forma de compostos, como carbonato de cálcio (CaCO₃) e sulfato de cálcio (CaSO₄).
Propriedades físicas do cálcio
O cálcio é um metal prateado ou acinzentado, de aparência brilhante quando recém cortado. Porém, quando exposto ao ar, perde rapidamente o brilho devido à formação de uma fina camada de óxido de cálcio em sua superfície, que o protege de oxidações mais profundas.
Algumas de suas propriedades físicas mais relevantes incluem:
- Ponto de fusão: 842 °C
- Ponto de ebulição: 1484°C
- Densidade: 1,55 g/cm³ (menos denso que outros metais como ferro ou cobre).
- Maleabilidade e ductilidade: É relativamente maleável, o que significa que pode ser trabalhado em folhas finas, embora seja menos dúctil que outros metais mais macios.
- Condutividade: O cálcio é um bom condutor de eletricidade e calor, característico dos metais.
Estas propriedades físicas tornam o cálcio útil em aplicações industriais específicas, como na metalurgia, onde é utilizado como agente redutor para extrair outros metais, como urânio e tório.
Propriedades químicas do cálcio
O cálcio é um elemento quimicamente ativo. Devido aos seus dois elétrons na camada mais externa (camada s), ele tende a perder esses elétrons facilmente, formando o íon Ca²⁺ , que é altamente estável. Abaixo, descrevemos algumas de suas propriedades químicas mais notáveis:
Reatividade com oxigênio
O cálcio reage rapidamente com o oxigênio do ar para formar óxido de cálcio (CaO) , também conhecido como "cal virgem".
Esta reação ocorre espontaneamente, embora não tão violenta como no caso dos metais alcalinos do Grupo 1. A reação pode ser representada da seguinte forma:
2Ca+O₂→2CaO
Reatividade com água
O cálcio reage com a água, liberando gás hidrogênio e formando hidróxido de cálcio (Ca(OH)₂) , uma substância alcalina:
Ca+2H₂O→Ca(OH)₂+H₂↑
Embora esta reação não seja tão violenta quanto a dos metais alcalinos, ela produz bolhas visíveis de gás hidrogênio, demonstrando sua natureza reativa.
Reatividade com ácidos
O cálcio reage vigorosamente com ácidos para liberar gás hidrogênio e formar sais. Por exemplo, com ácido clorídrico (HCl), você produz cloreto de cálcio (CaCl₂):
Ca+2HCl→CaCl₂+H₂↑
Formação de compostos
O cálcio forma uma variedade de compostos importantes, como:
- Carbonato de cálcio (CaCO₃): Principal componente de rochas calcárias, mármore e conchas.
- Sulfato de cálcio (CaSO₄): Presente no gesso.
- Cloreto de cálcio (CaCl₂): Usado para descongelar estradas.
Esses compostos são cruciais tanto nos processos industriais quanto na natureza.