Kalsium

Sifat-sifat utama

Kalsium adalah unsur yang agak lembut, kelabu dan kelogaman yang boleh disari melalui elektrolisis kalsium fluorida.  Ia terbakar dengan nyalaan kuning-kemerahan dan membentuk salutan nitrida putih apabila ia terdedah kepada udara. Ia bertindak balas dengan air, menyesarkan hidrogen dan membentuk kalsium hidroksida. 
Kalsium adalah penting untuk pengecutan otot, pengaktifan oosit, pembentukan tulang dan gigi yang kuat, pembekuan darah, penghantaran impuls saraf, pengawalaturan degupan jantung serta keseimbangan bendalir dalam sel. Sebanyak 50% hingga 75% populasi orang dewasa Amerika Syarikat dikaji tidak memperoleh kalsium yang mencukupi dalam diet mereka. Orang dewasa memerlukan antara 1,000 hingga 1,300 mg kalsium dalam diet seharian mereka.
Isotop paling berlimpah, ⁴⁰Ca, mempunyai nukleus20 proton dan 20 neutron. Tatarajah elektronnya adalah: 2 elektron pada petala K (nombor kuantum utama 1), 8 pada petala L (nombor kuantum utama 2), 8 pada petala M (nombor kuantum utama 3), dan 2 pada petala N (nombor kuantum utama 4). Petala terluar adalah petala valens, dengan 2 elektron pada orbital 4s tunggal, manakala orbital 3p kosong.

Ragam kewujudan

Kalsium tidak biasa dijumpai dalam bentuk unsurnya secara semula jadi. Ia biasanya ditemui dalam batu-batu mendapan seperti batu kapur, gipsum dan fluorit. Stalagmit dan stalaktit turut mengandungi kalsium karbonat. Oleh sebab ia merupakan zat makro dalam diet manusia, amalan pemuliharaan tanah selalunya mengambil kira keseimbangan lestari kepekatan kalsium dalam tanah.
Lihat juga Mineral Kalsium.

Sejarah

Kalsium (berakar daripada perkataan Bahasa Latin calcis iaitu "batu kapur") telah diketahui seawal abad pertama apabila orang Rom kuno menyediakan kapur dalam bentuk kalsium oksida. Seorang saintis England, Humphrey Davy telah berjaya mengasingkannya dengan mengelektrolisiskan campuran kapur dan raksa oksida pada tahun 1808. Davy pada masa itu cuba untuk mengasingkan kalsium apabila beliau mendapat tahu bahawa Berzelius dan Pontin telah menyediakan kalsium amalgam dengan mengelektrolisiskan kapur dalam raksa, lantas beliau telah mencubanya sendiri. Beliau telah menggunakan elektrolisis sepanjang hayatnya dan telah menemui/mengasingkan magnesium, strontium dan barium.

Sebatian

Kalsium bergabung dengan fosfat untuk membentuk hidroksilapatit iaitu komponen mineral yang terdapat pada gigi dan tulang manusia dan haiwan. Bahagian mineral sesetengah batu karang juga boleh terbentuk menjadi hidroksilapatit.
Kalsium oksida (kapur) digunakan dalam kebanyakan proses penapisan kimia. Ia dihasilkan dengan memanaskan dan mencampurkan air secara berhati-hati kepada batu kapur. Apabila kapur bercampur dengan pasir, ia mengeras menjadi mortar dan diubah menjadi plaster melalui pengambilan karbon dioksida. Jika dicampur dengan sebatian-sebatian lain, kapur membentuk bahagian penting dalam simen Portland.
Apabila air menelusi batu kapur dan lain-lain batuan karbonat larut, ia melarutkan batu-batuan tersebut secara separa menyebabkan pembentukan gua, ciri stalaktit dan stalagmit serta penghasilan air liat. Sebatian-sebatian kalsium penting yang lain termasuklah kalsium nitrat, kalsium sulfida, kalsium klorida, kalsium karbida, kalsium sianamida, dan kalsium hipoklorit.

Isotop

Kalsium mempunyai empat isotop stabil (⁴⁰Ca dan ⁴²Ca menerusi ⁴⁴Ca) dan dua isotop tambahan (⁴⁶Ca dan ⁴⁸Ca) yang mempunyai separuh hayat yang panjang untuk kebanyakan kegunaan praktikal dan adalah dianggap stabil. Ia juga mempunyai satu isotop kosmogenik, ⁴¹Ca radioaktif, yang mempunyai separuh hayat 103,000 tahun. Berbeza dengan isotop-isotop kosmogenik yang dihasilkan pada atmosfera, ⁴¹Ca dihasilkan melalui pengaktifan neutron ⁴⁰Ca. Kebanyakan pembentukannya berada pada meter atasan turus tanah di mana fluks neutron kosmogenik masih lagi cukup kuat. ⁴¹Ca memperoleh perhatian tinggi dalam kajian najam kerana ia mereput menjadi ⁴¹K, satu penunjuk genting dalam anomali (kejanggalan) sistem suria.
Kalsium semula jadi 97 peratusnya dalam bentuk ⁴⁰Ca. ⁴⁰Ca adalah hasil reputan ⁴⁰K, bersama dengan ⁴⁰Ar. Sementara pentarikhan K-Ar digunakan dengan meluas dalam sains geologi, kelaziman ⁴⁰Ca dalam alam semula jadi menghalangnay daripada digunakan untuk tugas pentarikhan. Kaedah yang memanfaatkan spektrometri jisim dan pencairan isotop pepaku ganda dua telah digunakan dalam pentarikhan usia K-Ca.

Keluaran tenusu dan kalsium

Susu, yogurt, keju dan keluaran tenusu lain merupakan sumber utama kalsium badan di mana vitamin D diperlukan untuk penyerapannya dalam badan. Kalsium adalah mineral yang paling berlimpah dalam tubuh badan, tetapi juga merupakan satu daripada mineral yang paling berkemungkinan tidak dibekalkan dengan mencukupi dalam pemakanan manusia.

Tulang dan gigi yang sihat

Kalsium adalah penting bagi pertumbuhan normal dan penjagaan tulang dan gigi, dan keperluan kalsium haruslah dikecapi sepanjang hayat. Kalsium amat diperlukan semasa peringkat tumbesaran seperti pada peringkat kanak-kanak, semasa mengandung dan semasa penyusuan bayi. Kekurangan kalsium pada jangka masa panjang boleh mengakibatkan osteoporosis iaitu kemerosotan tulang yang boleh menyebabkan risiko retak atau patah tulang. Keperluan kalsium boleh dipenuhi dengan pengambilan sekurang-kurangnya 3 hingga 4 sajian keluaran tenusu setiap hari.
Sesetengah keluaran tenusu, seperti keju keras dan susu lengkap, mengandungi kandungan lemak tepu yang agak banyak yang boleh menyumbang kepada penyakit kardiovaskular. Oleh sebab itu, diet yang melibatkan keluaran tenusu rendah lemak haruslah diambil kira. Beraneka jenis keju rendah lemak yang dihasilkan daripada susu separa skim, seperti mozzarella, ricotta, keju kotej boleh diambil sebagai pilihan alternatif.
Untuk orang yang mempunyai intolerans atau alahan kepada keluaran tenusu, pengganti seperti susu soya biasanya mengandungi kalsium yang dicampur ke dalamnya.