Kaltsium

Omadused

Keemia poolest on kaltsium üks reaktiivsemaid ning pehmemaid metalle (see on küll pisut kõvem kui plii, kuid seda on võimalik noaga lõigata).
Kaltsium on metalne, hõbedane element, mida saab eraldada sulatatud kaltsiumkloriidi soolast elektrolüüsi teel. 
Sattudes kokku õhuga, moodustab nõndaviisi valmistatud kaltsium kiirelt kaitsva, hallikasvalge oksiidi- ja nitriidikihi.
Oma põhivormis olevat kaltsiumi (tüüpiliselt killud või laastud) on isegi magneesiumist keerulisem süüdata, kuid kui see õnnestub, põleb kaltsium õhu käes intensiivse, oranžikaspunase leegiga.
Metallilise kaltsiumi ja vee kokkupuutel toimub kiire reaktsioon, mille saaduseks on divesinik. Kuna kaltsiumi reaktsioon veega on kiire, kuid pole nii eksotermiline (ei vabane nii palju soojusenergiat) kui vee reaktsioon liitiumi, kaaliumi või naatriumiga, kasutatakse seda divesiniku tootmiseks.
Võrreldes teiste leelismetallidega, on kaltsiumi ja vee vaheline reaktsioon aeglasem osalt seetõttu, et reaktsioonil tekkiv lahustumatu, valge kaltsiumhüdroksiid takistab vee ligipääsu metallilisele kaltsiumile.
Hapete vesilahustes reageerib kaltsium energiliselt, moodustades soola.
Kaltsium on oma 1,55 g/cm³ tihedusega kergeim leelismuldmetall, kuigi tema aatommass on suurem kui samas rühmas kõrgemal olevatel, kuid tihedamatel magneesiumil (1,74 g/cm³ ) ja berülliumil (1,85 g/cm³). Rühmas allapoole, alates strontsiumist leelismuldmetallide tihedus ning aatommass kasvab.
Kaltsiumil on kaks allotroopi: tahktsentreeritud kuubiline, mis eksisteerib kuni 464 °C ning ruumtsentreeritud kuubiline süngoonia, mis eksisteerib 464 °C kuni sulamistemperatuurini.
Kaltsiumi sulamistemperatuur on 1848 °C.
Kaltsiumil on suurem elektriline takistus ehk väiksem elektrijuhtivus kui vasel või alumiiniumil, kuid kaltsiumi reaalset kasutamist elektriseadmetes takistab selle suur reaktiivsus õhuga kokkupuutel.
Kaltsiumiiooni (Ca²⁺) ja selle soolade lahused on värvitud ning enamik lahustub vees. Erandid on kaltsiumhüdroksiid, kaltsiumsulfaat, kaltsiumkarbonaat ja kaltsiumfosfaat.
Maitse poolest tundub lahustunud kaltsiumiioon inimesele pisut soolane ning hapukas. Paljud loomad tunnevad kaltsiumi maitset ning osad kasutavad seda meelt, et leida vajalikke mineraalaineid looduslikest lakukivi maardlatest.
Kaltsium on oluline osa loomade luude struktuuris. Kaltsiumil on suhteliselt suur aatomnumber, see on põhjus, miks röntgenikiired luud ei läbi, tänu sellele nähtusele on võimalik teha röntgenipilte.

Esinemine looduses

Kaltsiumi looduses puhtal kujul ei leidu. Harilikult leidub seda settekivimites olevate mineraalide koostises, näiteks kaltsiidis, dolomiidis ja kipsis. Samuti leidub kaltsiumi süva- ja moondekivimites, eeskätt silikaatsetes mineraalides: plagioklassides, amfiboolides, pürokseenides ja granaatides.

Isotoobid

Kaltsiumil on viis stabiilset isotoopi: ⁴⁰Ca, ⁴²Ca, ⁴³Ca, ⁴⁴Ca ja ⁴⁶Ca, lisaks veel üks isotoop ⁴⁸Ca, millel on nii pikk poolestusaeg, et praktilistes rakendustes võib ka seda stabiilseks nimetada.
Kaltsiumil on ka kosmiline isotoop, radioaktiivne ⁴¹Ca, mille poolestusaeg on 103 000 aastat. Erinevalt kosmilistest isotoopidest, mis tekivad atmosfääris, tekib ⁴¹Ca ⁴⁰Ca neutronaktivatsioonil, umbes meetripaksuses pealmises mullakihis, seal, kus kosmiline neutronite voog on piisavalt tugev. ⁴¹Ca on tähtis uurimisobjekt stellaarastronoomias kuna see laguneb ⁴¹K-ks, mis on väga oluline indikaator päikesesüsteemi anomaaliate kohta.
Ülejäänud 18 isotoopi vahemikus ³⁴Ca - ⁵⁷Ca on väga ebastabiilsed, nende poolestusaeg jääb vahemikku 35 nanosekundit kuni 163 päeva.
Kõige levinumat ⁴⁰Ca on looduses 97% kõigist kaltsiumi isotoopidest. Selle tuumas on 20 prootonit ja 20 neutronit. See on ühtlasi kõige raskem stabiilne isotoop millel on võrdne arv prootoneid ja neutroneid. Supernoovas tekib kaltsium-40 süsiniku reaktsioonist mitmete α-osakestega (heeliumi tuumadega), kuni ⁴⁰Ca on sünteesitud.
⁴⁰Ca kasutatakse K-Ca dateerimistehnikas, kus kivimis määratakse ⁴⁰K lagunemise hulk ⁴⁰Ca-ks ning arvutuste teel, teades ⁴⁰K poolestusaega, selle esialgset sisaldust kivimis ning tekkinud tütarelemendi hulka, leitakse kivimi vanus.