Calcium, hay canxi, có ký hiệu Ca và số hiệu nguyên tử 20. Nguyên tố thuộc nhóm 2, chu kỳ 4, với cấu hình electron nguyên tử [Ar]4s2.
Calcium, hay canxi, có ký hiệu Ca và số hiệu nguyên tử 20. Nguyên tố thuộc nhóm 2, chu kỳ 4, với cấu hình electron nguyên tử [Ar]4s2. Dạng kim loại là chất rắn màu bạc có khả năng phản ứng với môi trường; những vật liệu quen thuộc như đá vôi, thạch cao hoặc khoáng xương lại chứa calcium trong hợp chất. Chính sự phong phú của các hợp chất, hơn là hình ảnh kim loại nguyên chất, làm calcium hiện diện rộng trong đời sống.
Số oxi hóa phổ biến của calcium là +2. Từ đặc điểm này có thể xây dựng công thức CaCl2, CaCO3 hoặc CaSO4 bằng yêu cầu trung hòa điện tích. Tuy nhiên, cùng có cation Ca2+ không khiến các muối có cùng độ tan. Tính chất của chất rắn và dung dịch là kết quả tương tác của toàn bộ hệ ion với nước.
Đây là khác biệt quan trọng giữa việc nhận diện nguyên tố và đánh giá một nguồn nguyên liệu. Phân tích cho biết tổng lượng calcium trong mẫu chưa trả lời mẫu đó dễ hòa tan đến đâu hoặc phù hợp với ứng dụng nào. Cấu trúc khoáng và thành phần các ion khác quyết định nhiều đặc tính mà một con số hàm lượng không thể biểu diễn.
Khi nung trong điều kiện thích hợp, calcium carbonate phân hủy theo phương trình CaCO3 → CaO + CO2. Calcium oxide được gọi là vôi sống. Sau đó, phản ứng CaO + H2O → Ca(OH)2 tạo vôi tôi và giải phóng nhiệt. Hai biến đổi này làm thay đổi cả thành phần lẫn tính chất vật liệu, không chỉ thay đổi kích thước hạt.
Calcium hydroxide có thể phản ứng với carbon dioxide để tạo lại carbonate. Tuy vậy, không nên xem mọi vật liệu xây dựng chứa calcium đều đóng rắn bằng duy nhất cơ chế hấp thụ CO2. Xi măng có những pha khoáng và quá trình hydrat hóa riêng; vữa vôi và bê tông xi măng cần được mô tả bằng các cơ chế phù hợp với thành phần thực tế.
Ion calcium, cùng magnesium, góp phần tạo độ cứng của nhiều nguồn nước. Khi điều kiện cân bằng thay đổi, chẳng hạn do nhiệt độ hoặc sự trao đổi carbon dioxide, một phần calcium có thể kết tủa thành carbonate. Cặn xuất hiện không có nghĩa calcium vừa được tạo ra, mà là nguyên tố chuyển từ dạng hòa tan sang pha rắn.
Khả năng tạo cặn phụ thuộc pH, độ kiềm, nhiệt độ và thành phần ion. Vì vậy, không thể dự đoán chính xác một hệ đường ống chỉ từ việc có hay không có calcium. Các phương pháp làm mềm nước cũng có nguyên lý khác nhau: loại ion bằng trao đổi ion không giống kết tủa bằng điều chỉnh hóa học hoặc đơn thuần giữ cặn bằng màng lọc cơ học.
Trong xương và răng, calcium tham gia những pha khoáng chứa phosphate. Mô xương không phải một khối muối calcium tinh khiết; nó là vật liệu sinh học có cả thành phần khoáng và nền hữu cơ. Tính cơ học của mô phụ thuộc sự tổ chức và tương tác giữa những thành phần này, chứ không chỉ phụ thuộc lượng nguyên tố Ca có mặt.
Trong tế bào, nồng độ calcium được điều hòa còn có ý nghĩa với truyền tín hiệu. Một nguyên tố có thể vừa góp phần cấu tạo vật liệu cứng vừa tham gia quá trình điều khiển sinh học, bởi dạng tồn tại và vị trí của nó khác nhau. Không nên gộp hai vai trò thành nhận xét rằng calcium chỉ có tác dụng làm xương cứng.
Vôi sống, calcium chloride và calcium carbonate là ba chất khác nhau, dù đều có thể được gọi tắt là chất chứa canxi. Đối với ứng dụng, cần dùng tên hoặc công thức cụ thể để tránh thay thế sai vật liệu. Với sản phẩm liên quan sức khỏe, kiến thức về nguyên tố không thay thế thông tin của chế phẩm và đánh giá nhu cầu của từng người.
