カルシウム

プロパティ

物性値

カルシウムは白灰色の柔らかい金属です。固体で不透明である。アルカリ土類金属である。融点は他の多くの反応性金属より高温です。鉛より少し硬い。2つの同素体を持つ。銅ほど電気を通さないが、重量は軽い。

化学的性質

水と反応して、水素と水酸化カルシウムを生成する。粉末の状態では、水との反応が非常に速い。塊のままだと、水酸化カルシウムがカルシウムを溶かさない皮膜を作るので、ゆっくり反応し始めます。水酸化カルシウムに酸を少し加えると、酸が溶けて、カルシウムの反応がとても速くなります。粉にすると燃えて赤っぽい炎になります。これが酸化カルシウムになります。また、加熱すると窒化カルシウムになります。ハロゲンと反応して、塩素と塩化カルシウムのようなハロゲン化カルシウムを作ることができます。

カルシウム化合物

カルシウムは+2酸化状態で化合物を形成する。カルシウムの化合物は無色である。ほとんどのカルシウム化合物は毒性はありません。実は人体に必要なものなのです。カルシウムイオンとしては反応性がない。酸化カルシウムは、炎で酸化カルシウムを加熱し、非常に明るく光らせるライムライトの材料として使われていた。

• 臭素酸カルシウム
• 炭酸カルシウム
• 塩化カルシウム
• 水酸化カルシウム
• 硝酸カルシウム
• 窒化カルシウム
• 酸化カルシウム
• 過マンガン酸カルシウム
• リン酸カルシウム
• 第二リン酸カルシウム
• 第一リン酸カルシウム

再生メディア 金属カルシウムの燃焼

発生状況

地中

カルシウムは金属として地中に存在するのではなく、反応性が高すぎるのです。炭酸カルシウムは方解石として知られ、最も一般的なカルシウムの鉱物です。

細胞内のカルシウム

細胞の働きを知ることは大切です。多くの細胞の表面には、カルシウムチャネルがあります。これは、カルシウムイオンが細胞内に入ることができる開口部です。細胞は行動するように命令されると、チャネルを開きます。細胞内に入ったカルシウムイオンは、多くのタンパク質を活性化し、特定の働きをさせます。例えば、カルシウムイオンが筋肉細胞の中に入ると、筋肉を収縮させます（筋肉が引っ張られるように短くなります）。白血球の中に入ると、白血球を細菌と戦わせる。

カルシウムイオンは細胞にとって重要ですが、カルシウムイオンが多すぎると悪いことが起こります。もし細胞が必要以上にカルシウムイオンを摂取すると、死んでしまうことがあります。このため、細胞内のカルシウムイオンの量は高度に調節されています。逆に、カルシウムイオンが足りないとよくありません。細胞が正しく機能するためには、適切な量が必要なのです。

時には細胞が不健康になり、体内で新しい健康な細胞と入れ替わるために死滅する必要があります。これによって、生物全体が健康に保たれるのです。細胞は、いつ死ぬべきかを知っており、様々な方法でライフサイクルを終了させる反応を起こすことができます。このような現象はアポトーシスと呼ばれ、「プログラムされた細胞死」（計画的細胞死）とも呼ばれます。細胞がアポトーシスを達成する一つの方法は、有害なレベルのカルシウムイオンを取り込むことです。

カルシウムは人体にとってとても大切なものです。

カルシウムの貯蔵

骨には、人間の体内のカルシウムイオンのほとんどが含まれています。血液や筋肉などの組織にカルシウムが必要な場合は、骨から摂取することになります。カルシウムが余れば、骨に入るのです。

元素としてのカルシウムは人体には存在せず、化合物の形をしたカルシウムイオンに過ぎない。

カルシウムの調節

生物は、カルシウムイオンの濃度を非常にうまくコントロールする必要があります。カルシウム濃度が高いと悪いし、低いと悪い。

を変化させることで、体をコントロールしています。

• 食事からどれだけカルシウムをとるか
• 尿中のカルシウム量
• 骨にカルシウムを入れる

体内のカルシウムをコントロールすることをカルシウム代謝といいます。カルシウムが少なすぎると、骨粗鬆症の原因になります。

体内のカルシウム濃度は、多くのホルモンによってコントロールされています。カルシウムの代謝に最も重要なホルモンは、カルシトニン、副甲状腺ホルモン（頭文字をとってPTH）、そしてビタミンDです。(ビタミンDはホルモンとして働きますが、ビタミンと呼ばれています)。

方解石

準備

金属カルシウムは、塩化カルシウムを溶かして電気分解することで作られます。溶かすには非常に高温でなければならない。カルシウム金属は液体です。

 

使用方法

エレメントとして

カルシウムは、他の金属の還元に使われます。また、他の金属との合金を作るのにも使われる。

化合物として

カルシウム化合物は化学の世界でも重要です。ものを作るのに重要なのです。コンクリート（多くの建物が作られる硬い物質）を作るのに必要なセメントの一部である。

カルシウムは、酸化カルシウムの一部です。酸化カルシウムは、紙や陶器、食品、水の浄化（美味しく飲めるようにすること）に使われます。過マンガン酸カルシウムは、ロケットの推進剤として使われることがあります。

建物に使われるコンクリート

安全性

カルシウムは元素として毒性がある。水と反応して強塩基の水酸化カルシウムになる。カルシウムの化合物は、陰イオンが有毒でなければ毒性はありません。過マンガン酸カルシウムが有毒なのは過マンガン酸のせいであって、カルシウムのせいではありません。他のアルカリ土類金属と同様に、カルシウムは燃えやすく、明るく燃えます。

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