주기율표 20번 원소-칼슘(Ca)
주기율표 20번 원소 칼슘(Ca) – 뼈와 껍질을 만드는 생명의 건축 가
각 원소의 발견 이야기, 성질, 일상 속 활용, 산업적 가 치까지 ‘과학이 어렵지 않게 느껴지는 글’을 목표로 합니다.
목차
이름의 유래와 발견 이야기
석회에서 태어난 금 속 ‘칼슘(Calcium)’이라는 이름은 라틴어 calx(석회, lime) 에서 유래 했습니다.
흔히 시멘트나 석회암, 조개껍데기, 산호초 등 ‘딱딱한 구조물’에서 칼슘이 발견되기 때문입니다. 칼슘 자체는 자연에서
금속 형태로 존재하지 않고, 주로 탄산칼슘(CaCO₃), 황산칼슘(CaSO₄) 등의 광물 상태로 존재 합니다.
1808년, 영국 화학자 험프리 데이비(Humphry Davy) 가 융해된 석회화합물을 전기분해하면서
최초로 금속 칼슘을 분리해냈습니다. 그는 나트륨, 칼륨, 마그네슘 등 다수의 금속 원소를 전기분해로 발 견한 선구자였습니다.
이 원소, 어디서 봤더라
뼈, 치아, 우유, 껍질 칼슘은 대부분의 사람들이 “뼈에 좋은 영양소”라고 알고 있는 원 소입니다.
실제로 인체 내 칼슘의 99%는 뼈와 치아에 저장되어 있습니다. 하지만 칼슘의 기능은 이것만이 아닙니다:
• 근육 수축 조절
• 심장 박동 유지
• 혈액 응고
• 신경 신호 조절
• 세포 신호전달(세포 간 통신)
우리가 움직이고, 숨 쉬고, 피가 멈추고, 세포가 소통하는 것까지 모두 칼슘이 조용히 돕고 있기 때문입니다. 칼슘이 풍부한 식품
우유, 요거트, 치즈
시금치, 브로콜리
멸치, 뼈째 먹는 생선
견과류, 두부, 콩류
성질과 특징
은빛의 반응성 금속 칼슘은 주기율표 2족, 알칼리토금속에 속하는 반응성 금속입니다.
• 원자번호: 20
• 원자량: 40.08
• 색: 은백색
• 단단하고 비교적 가벼움
• 물과 반응해 수소를 발생 (마그네슘보다 강함) 칼슘을 공기 중에 두면 표면에 얇은 산화막이 생기며 이 막이 금속을
약간 보호해줍니다. 하지만 물·산·습기에 접촉하면 쉽게 반응합니다. 또한 칼슘 화합물은
• 딱딱한 구조 형성(CaCO₃)
• 물질 굳힘(CaSO₄, CaO) 등 재료적 특징을 갖고 있어 건축과 광물 구성에 매우 중요한 원소로 사용됩니다.
산업과 과학 속의 칼슘 – 현대 건축의 기초 칼슘 화합물은 건축·산업·공학에서 매우 중요한 역할을 합니다.
1) 시멘트와 콘크리트 석회석(탄산칼슘)을 가열하여 만든 생석회(CaO), 여기에 물을 섞어 소석회(Ca(OH)₂) 로 만들고 각종 재료와 혼합해 시멘트·콘크리트로 사용합니다. 칼슘이 없다면 현대 건축물은 존재할 수 없습니다.
2) 플라스터와 석고 황산칼슘(CaSO₄)은 • 석고보드 • 치과용 석고 • 조형물 제작 에 널리 사용됩니다.
3) 비료 식물도 칼슘을 필요로 합니다. 칼슘은 식물 뿌리 성장, 세포벽 형성, 병충해 저항성에 도움을 줍니 다. 그래서 칼슘 비료는 토양 산성화를 막고 작물 건강을 지키는 역할 을 합니다.
4) 철강·제철 철광석 제련 시 섬기 제거(슬래그 형성) 용으로 칼슘 화합물이 쓰 입니다. 칼슘은 생명 + 건축 + 산업 이 세 영역을 동시에 떠받치는 원소입 니다.
조심하세요
영양 과다·결석·물때 칼슘 화합물 중 일부는 생활 속 불편함을 초래할 수 있습니다.
영양 과다 칼슘 보충제를 과다 섭취하면
• 신장 결석
• 변비
• 칼슘 과다 혈증 을 유발할 수 있습니다. 음식으로 충분히 섭취하고 영양제는 필요할 때만!
물 때(Scaling) 물이 딱딱해지는 물때는 물 속의 Ca²⁺(칼슘 이온)가 원인입니다. 보일러, 주전자, 샤워기 등에
석회가 끼는 현상이 바로 이것입니다.
| 항목 | 내용 |
|---|---|
| 원소기호 | Ca |
| 원자번호 | 20 |
| 분류 | 알칼리토금속 |
| 생체기능 | 뼈,치아 구성, 근육 신경 혈액 기능 |
| 산업활용 | 시멘트, 석고, 비료, 제철 첨가 |
| 주요화합물 | CaCO,CaSO,CaO |
| 흥미사실 | 칼슘은 인체 지방이 아니라 '뼈에 저장되는 금속'이다 |
[주기율표 시리즈 계속 보기] 다음 편: 스칸듐(Sc) – 가볍고 강한 희귀 금속, 항공과 첨단을 이끄는 원소