カルシウム
カルシウムの原子番号20番は陽子の魔法数であり、安定同位体が4種と多い。さらに、中性子も魔法数である二重魔法数の同位体を2つ(Ca、Ca)持っている。Caは安定核種の列から外れた位置にあるにもかかわらず、天然存在率が約97 %と著しく高い。一方のCaも周囲を短寿命核種に囲まれながら、半減期430京年と極端に安定しており、存在率もCaの数十倍である。
塩カル(塩化カルシウム)による溶解熱、凝固点降下を利用している。
湯を白濁させたりアルカリ性にして肌触りを変化させるため、炭酸カルシウムが利用される。
カルシウムは古典的なクラーク数で、第5位に位置し、地殻中の存在率は3.39 %とされていた。現在は地球温暖化の主要因となる二酸化炭素を、炭酸カルシウムとして封じ込める役を持つとして関心が高まっている。カルシウムは主に炭酸カルシウムとして世界中の白亜、石灰岩、大理石の塊状鉱床として存在する。
石灰岩の成因は、海水中で炭酸カルシウムの溶解度を超えた水域で沈殿し生成される。
Ca 2 + ( aq ) + CO 3 2 − ( aq ) ⟷ CaCO 3 ( s ) {\displaystyle {\ce {Ca^2+(aq) + CO3^{2-}(aq) <-> CaCO3(s)}}}
またそのほか、サンゴ虫が形成する外骨格に由来するサンゴ礁の寄与が大きいと考えられている。石灰岩中の二酸化炭素は、自然界では火山による熱変成作用や鍾乳洞でみられるような溶出により大気中に放出されるが、炭酸水素イオンとして水系に取り込まれやすいため、短期間でカルシウムやマグネシウムなどと難溶性塩を生成し、再び固定される。
Ca ( HCO 3 ) 2 ( aq ) ⟶ CaCO 3 ( s ) + CO 2 ( g ) + H 2 O ( l ) {\displaystyle {\ce {Ca(HCO3)2(aq) ->CaCO3(s) +CO2(g) +H2O(l)}}}
苦土石灰、過リン酸石灰、硝酸カルシウムなどのほか、連作障害対策の土壌中和・殺菌兼用で生石灰、消石灰が使用される。
ソーダ石灰ガラスの原料として、ナトリウム、ケイ素、カルシウムの酸化物が用いられる。