视觉之旅:神奇的化学元素(彩色典藏版)
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20 钙 Ca

粉笔是用石膏(硫酸钙)制造的。

说到“钙”,大多数人会想到白垩状的白色东西,或者牛奶。那种被称为“白垩”的石头,一如英国东南部白色的多佛悬崖,其实是碳酸钙,而在各种黑板上所用的粉笔在今天是用硫酸钙(也叫做石膏)制作的。(铅笔中的“铅”并非用铅制造,而通常的粉笔也并非用白垩“白垩”和“粉笔”在英文里是同一个单词“chalk”。制造;那些书写工具和它们那误导人的名字间究竟发生了什么?)

无论是粉笔还是牛奶中的钙都属于钙的化合物。纯钙本身是一种发光的金属,外表和铝相似。你很少能看见钙的金属形态,因为它在空气中不稳定,很快就转变为氢氧化钙和碳酸钙,就像你所预料的那样,这些都是白垩状的白色物质。当与水或酸接触时,金属钙会像碱金属那样放出氢气,但速度比较慢。由于反应可以控制,它成为一种用来制备少量氢气的有用原料。

我们一直被告知钙对强健的骨骼而言非常重要,并且实际上它是骨骼矿化的主要成分(哺乳动物的骨骼是坚硬的羟磷灰石泡沫,那是磷酸钙水合物的一种形态)。虽然有些人可能把骨头想像为是由其他某种东西构成的(例如玻璃,参见硅,第14号元素),但是钙离子在细胞的生物化学中的功能是更为根本性的。钙不断地在细胞内和细胞外来回穿梭,以一种如此重要的方式协调神经和肌肉的活动,以至于身体宁可溶解骨骼而不允许血钙水平降低。(实际上,有一种理论推测,在进化初期骨骼是为了应对这类突发事件而用来储存钙的,它所承担的结构性功能是后来添加的东西。)

钙位于生命中大量需要的元素之列。其他的那些,如硒(34),只是由于一些特殊的酶才会有微小量的需要。还有一些,如钪,无论如何在体内都绝对没有任何作用。

方解石矿石(碳酸钙)。

一罐氢化钙,用来产生向气球充气用的氢气。

贝壳由碳酸钙构成。

一罐金属钙用来产生氢气,用于讳莫如深的军事目的。

由碳酸钙构成的罕见的夏威夷珊瑚。

褶伞蜥的头盖骨由水合磷酸钙构成。