Calcio

¿Qué es el Calcio?

El calcio es el elemento número 20 de la tabla periódico, identificado con el símbolo Ca, por su nombre en latín, calx, calis o cal. Este metal alcalinotérreo se encuentra en el grupo 2, periodo 4 y bloque s de la tabla. Su masa atómica es de 40,078u, su configuración electrónica es [Ar]4s² (tiene 2, 8, 8 y 2 electrones por nivel) y su dureza es de 1,75 Mohs. Como propiedades atómicas, el calcio tiene un radio medio de 180pm, una electronegatividad de 1,00 en la escala de Pauling, un radio atómico de 194pm (radio de Bohr), un radio covalente de 176pm y 2 estados de oxidación. Como propiedades físicas, se puede decir que el calcio se encuentra en estalo sólido bajo condiciones ordinarias, tiene una densidad de 1550 kg/m³, un punto de fusión de 842 °C, un punto de ebullición de 1484 °C, una entalpía de vaporización de 153,6 kJ/mol, una entalpía de fusión de 8,54 kJ/mol y una presión de vapor de 254 Pa a 1112K. El calcio tiene una estructura cristalina cúbica y centrada en las caras, una calor específico de 0,632 J/(K.kg), una conductividad térmica de 201 W/(K.m) y una velocidad del sonido de 3810 m/s a 20 °C. Los isótopos estables del calcio son ⁴⁰Ca (observacionalmente), ⁴²Ca, ⁴³Ca, ⁴⁴Ca y ⁴⁶Ca (observacionalmente).

El calcio se ha usado desde la antigüedad en forma de cal (CaO, óxido de calcio), la cual se ha obtenido al calentar la piedra caliza. Esta sustancia se ha utilizado para elaborar yeso y mortero, útiles para la construcción como revestimiento y material de agarre. El químico francés Antoine Lavoisier clasificó la cal como una tierra al no poderla reducir a sus componentes, aunque albergaba la sospecha de que fuera el óxido de algún elemento nuevo. Siguiendo esta sospecha, Humphry Davy intentó aislar el calcio de la cal por electrólisis, pero su experimentó fallo. Sin rendirse, mezcló la cal con óxido de mercurio, con lo cual consiguió una amalgama de mercurio y calcio que no le sirvió para identificar el elemento. Un experimento parecido fue realizado también por Jön Jacob Berzelius. Más tarde, tras producir más de esta amalgama, Humphry Davy logró destilar el mercurio y descubrió el calcio.

El calcio es un metal blando y blanco que empaña el aire y reacciona al entrar en contacto con el agua. El calcio tiene una abundancia en la corteza terrestre de 41500 ppm, que corresponde al 4,5% de esta, siendo el quinto elemento más abundante. Aun así, este elemento no se encuentra en la naturaleza en su estado puro, sino en compuestos como el carbonato de calcio (piedra caliza), el yeso (sulfato de calcio), el fluoruro de calcio (fluorita) y el clorofosfato de calcio (apatito). El agua dura tiene disuelto bicarbonato de calcio, la cual se filtra entre el suelo y forma estalagmitas y estalacitas en las cuevas. Los tres mayores productores de calcio en el planeta son China, Estados Unidos y la India.

El calcio se usa como agente reductor para preparar metales como el uranio o el torio. También se emplea como agente para aleaciones de magnesio, aluminio, cobre, plomo y berilio. Por su parte, los compuestos de este elemento se usan para diversos fines: la piedra caliza se usa para fabricar cemento o en su forma de piedra para construir edificios; la cal apagada se emplea para acondicionar suelos, tratar aguas, hacer cemento, limpiar el acero de las impurezas de hierro, para fabricar yeso de cal y como material para la industria química; y el sulfato de calcio (yeso), se usa para la construcción y en la medicina para corregir huesos rotos. En la biología, el calcio tiene un papel fundamental para los vertebrados, pues el responsable del crecimiento de los huesos, los dientes y algunas estructuras como las conchas y los caparazones. El ser humano cuenta con cerca de 1kg de calcio en su cuerpo, aunque esta cantidad varía dependiendo de la edad y otros factores. Para promover el correcto desarrollo del cuerpo, se alienta a las mujeres embarazadas y a los niños a consumir alimentos con grandes cantidades de calcio, como la leche, el pescado, las semil las, las nueces, los lácteos y los vegetales de hoja verde.

A largo plazo, la deficiencia de calcio puede provocar deformidades óseas como la osteoporosis, la osteomalacia y el raquitismo. En el caso de la osteoporosis, la masa ósea se reduce por trastornos metabólicos. Esto crea el riesgo de que se produzca una fractura ante la más mínima tensión. Esta enfermedad puede ser producida por la falta de captación de calcio o una deficiente ingesta de este, especialmente durante el periodo de crecimiento. Esto se puede ver agravado por el cigarrillo, excesivo consumo de café, poca actividad física y alta ingesta de bebidas gaseosas. Entretanto, la osteomalacia se genera por la deficiencia de la vitamina D y problemas en la captación de fósforo y calcio. Esto reduce la capacidad para mineralizar la matriz ósea, reduciendo el mineral en los huesos. Mientras que el raquitismo, ocasionado por la deficiencia de calcio, arquea las piernas, genera una protuberancia frontal del cráneo y ocasiona tórax en quilla y rodillas confluentes. Además de estas enfermedades, el calcio está relacionado con la tetania, el hipercolesterolemia, la hipertensión arterial y el cáncer de recto y colón.