鈣

【中文名稱】鈣

【英文名稱】calcium

【結構或分子式】Ca

【相對分子量或原子量】40.078

【密度】1.55

【熔點（℃）】850

【沸點（℃）】1480

【氧化態】：

MainCa+2

Other

【性狀】

銀白色金屬，質軟。

莫氏硬度：1.75

【溶解情況】

溶于酸，能分解水而放出氫。

【用途】

用作合金的脫氧劑、油類的脫水劑、冶金的還原劑、鐵和鐵合金的脫硫與脫碳劑以及電子管中的吸氣劑等。

【制備或來源】

金屬鈣可由電解熔融的氯化鈣而制得。也可用金屬鋁在真空和高溫下還原石灰，再經精餾而得。

【其他】

原子體積:(立方厘米/摩爾)

25.9

元素在太陽中的含量:(ppm)

70

元素在海水中的含量:(ppm)

390

地殼中含量：（ppm）

41000

電離能(kJ/mol)

M-M+589.7

M+-M2+1145

M2+-M3+4910

M3+-M4+6474

M4+-M5+8144

M5+-M6+10496

M6+-M7+12320

M7+-M8+14207

M8+-M9+18191

M9+-M10+20385

晶胞參數：

a=558.84pm

b=558.84pm

c=558.84pm

α=90°

β=90°

γ=90°

原子序數：20，原子量40.078，化合價+2。

氧化物離解能（Do）：5.0（eV）

元素電離能（Ei）：6.11（eV）

主要吸收線及其主要參數：

┌────┬───┬──┬──┬──┬───┬───┐

│λ(nm)│f│W│F│S*│CL│R·S│

├────┼───┼──┼──┼──┼───┼───┤

│422.7│1.49│0.7│A-A│0.06│0.005││

│422.7││0.7│N-A│0.03│0.005│1.0│

│239.9│0.037│0.7│N-A│20││120│

│445.5││0.7│N-A││││

└────┴───┴──┴──┴──┴───┴───┘

λ：波長

f：振子強度

W：單色器光譜通帶

N-A（氧化亞氮-乙炔焰）

S*：元素的特征濃度（1%吸收靈敏度）

CL：元素的檢測極限

R·S：同一元素主要吸收線間的相對靈敏度

F：火焰類型

元素名稱：鈣

元素符號：Ca

元素原子量：40.08

聲音在其中的傳播速率：（m/S）

3810

元素類型：金屬元素

質子數：20

中子數：20

原子序數：20

所屬周期：3

所屬族數：IIA

電子層分布：2-8-8-2

電子排布式：1s22s22p63s23p64s2

晶體結構：晶胞為面心立方晶胞，每個晶胞含有4個金屬原子。

發現人：戴維、貝采利烏斯、蓬丁發現年代：1808年

發現過程：

1808年5月，英國化學家戴維電解石灰與氧化汞的混合物，得到鈣汞合金，將合金中的汞蒸餾后，就獲得了銀白色的金屬鈣。瑞典的貝采利烏斯、法國的蓬丁，使用汞陰極電解石灰，在陰極的汞齊中提出金屬鈣。

元素描述：

銀白色的輕金屬。質軟。密度1.54克/厘米3。熔點839±2℃。沸點1484℃。化合價+2。電離能6.113電子伏特。化學性質活潑，能與水、酸反應，有氫氣產生。在空氣在其表面會形成一層氧化物和氮化物薄膜，以防止繼續受到腐蝕。加熱時，幾乎能還原所有的金屬氧化物。

元素來源：

在自然界分布廣，以化合物的形態存在，如石灰石、白堊、大理石、石膏、磷灰石等；也存在于血漿和骨骼中，并參與凝血和肌肉的收縮過程。金屬鈣可由電解熔融的氯化鈣而制得；也可用金屬在真空中還原石灰，再經蒸餾而獲得。

元素用途：

用來作合金的脫氧劑，以及油類的脫水劑等。

元素輔助資料：

鈣是在自然界中分布最廣的十個元素之一，但由于它不易從化合物中還原成單質狀態，所以遲遲未被發現。

長時期里，化學家們將從含碳酸鈣的石灰石焙燒獲得的鈣的氧化物當作是不可再分割的物質。在1789年拉瓦錫發表的元素表中就列有它。但戴維不顧這些，在1808年開始對氧化鈣進行電解。戴維剛開始選用的方法并不理想，所以無法將金屬鈣分離出來。到1808年5月，戴維從貝齊里烏斯和瑞典皇家醫生蓬丁共同電解生石灰和水銀的混合物取得鈣的實驗中獲得了啟發。他將濕潤的生石灰和氧化汞按3比1的比例混合后，放置在一鉑片上，與電池的正極相接，然后又在混合物中作一洼穴，灌入水銀，插入一鉑絲，與電池的負極相接，得到較大量鈣汞合金。把鈣汞合金經蒸餾后得到了銀白色的金屬鈣。

從此鈣被確定為元素，并被命名為calcium，元素符號是Ca。calcium來自拉丁文中表示生石灰的詞calx。

人體中的鈣

人體是一個有機的生命體，在所有的生命活動過程中，需要有各種物質的參與，這些物質的種類和數量和地球表面的元素組成基本一致。這些元素除碳、氫、氧以有機物的形式存在外，其余的統稱礦物質（無機鹽）。目前能測定的人體內的無機鹽有20余種。

我們身體中的礦物質約占體重的5%，鈣約占體重的2%。身體的鈣大多分布在骨骼和牙齒中，約占總量锝99%，其余1%分布在血液、細胞間液及軟組織中。

【鈣的吸收代謝】鈣元素在體內約占2%，成人體內含鈣總量約為1200g。約1%的鈣以游離的或結合的離子狀態存在在軟組織、細胞外液及血液中，統稱為混溶鈣池。

膳食中的鈣主要在pH較低的小腸上段吸收。鈣的吸收與年齡有關，隨年齡增長其吸收率下降，嬰兒鈣的吸收率超過50%，兒童約為40%，成人僅為20%左右。一般在40歲以后，鈣吸收率逐年下降，老年骨質疏松與此有關。

影響鈣吸收的因素有膳食中谷物的植酸和蔬菜（某些）中的草酸；脂肪過多或脂肪消化不良等；以及抗酸藥、四環素、肝素等。有利鈣吸收的因素，有維生素D、某些氨基酸、乳糖和適當的鈣與磷的比例。

成人每天通過腸粘膜上皮細胞脫落、消化液的分泌等途徑排出鈣。由腸道排出的鈣每日約為150~400mg；由汗液每天可排出100mg左右；經乳汁排出100~300mg;由尿液排出100~350mg，這些要取決于膳食鈣的吸收量和維持體內鈣的內穩態。

下面我們看看鈣元素在身體的功能和缺乏癥。

1．99%的鈣分布在骨骼和牙齒中。

20歲之前是骨骼的生長階段，長個子的時候。人有兩個生長高峰期：1歲以前（兒童缺鈣將導致發育遲緩，發育不良。諸如出牙晚、學步晚、雞胸）和12—14歲（身材矮小、生長痛）。

20歲以后骨質依然在增加。

35—40歲，骨密度達到峰值。

40歲以后骨鈣逐漸流失（對老年人將加快骨鈣的流失，導致身材變短，骨質疏松和骨質增生）。

2．1%的鈣分布在血液、細胞間液及軟組織中。保持血鈣的濃度對維持人體正常的生命活動有著致關重要的作用。人體有一套機制來維持血鈣的濃度。血鈣的來源有兩個：通過消化道吸收的鈣以及骨骼中鈣的(骨骼是人體鈣的大倉庫，當攝入鈣不足事，則動用倉庫應急）這一切通過甲狀旁腺分泌升血鈣素和降血鈣素來加以調節。

3．缺鈣會降低軟組織的彈性和韌性。皮膚缺彈性顯得松垮，衰老；眼睛晶狀體缺彈性，易近視、老花；血管缺彈性易硬化。

4．降低神經細胞的興奮性，所以說鈣是一種天然的鎮靜劑。缺鈣會導致神經性偏頭痛（占女性的10%？20%）、煩躁不安、失眠。對嬰兒會引起夜驚、夜啼、盜汗。缺鈣還會誘發兒童的多動癥。

5．強化神經系統的傳導功能。比如說你的手碰到一杯水，特別熱，很快就放下，這中間就有一個神經系統的運作過程：感受器（皮膚）—傳人神經—中樞神經—傳出神經—效應器（肌肉）。其中感受和沖動怎樣傳遞給神經細胞，神經細胞又怎樣傳出去?這中間有一種物質叫做神經遞質。鈣有助于神經遞質的產生和釋放。

6．維持肌肉神經的正常興奮。如血鈣增高可抑制肌肉、神經的興奮性；當血鈣低于70mg/L時，神經肌肉的興奮性升高，出現抽搐。腸激綜合癥、女孩子痛經，缺鈣是一個重要原因。

7．降低（調節）細胞和毛細血管的通透性。缺鈣易導致過敏，水腫等。

8．促進體內多種酶的活動。缺鈣時，腺細胞的分泌作用減弱。鈣還是酶的激活劑。

9．維持酸堿平衡。

10．參與血液的凝固過程。血的凝固是一個復雜的過程，其中一個步驟是：凝血酶原—具有活性的凝血酶，其中需要有鈣來激活。

按2004年10月24日國務院新聞辦公室新聞發布會材料《中國居民營養與健康現狀》，2002年8—12月，由衛生部、科技部和國家統計局牽頭，調查總計27萬人，全國城鄉鈣攝入量人均僅為391毫克，相當于推薦攝入量的41/%。

不同年齡缺鈣的表現為：

人群缺鈣的表現

兒童夜驚、夜啼、煩躁、盜汗、厭食、方顱、佝僂病、骨骼發育不良、免疫力低下、易感染。

青少年腿軟、抽筋、體育成績不佳、疲倦乏力、煩躁、精力不集中、偏食、厭食、蛀牙、牙齒發育不良、易感冒、易過敏。

青壯年經常性的倦怠、乏力、抽筋、腰酸背痛、易感冒、過敏。

孕產婦小腿痙攣、腰酸背痛、關節痛、浮腫、妊娠高血壓等。

中老年腰酸背痛、小腿痙攣、骨質疏松和骨質增生、骨質軟化、各類骨折、高血壓、心腦血管病、糖尿病、結石、腫瘤等。

人體缺鈣會引起哪些疾病？

日常生活中，如果鈣攝入不足，人體就會出現生理性鈣透支，造成血鈣水平下降。當血鈣水平下降到一定閾值時，就會促使甲狀旁腺分泌甲狀旁腺素。甲狀旁腺素具有破骨作用，即將骨骼中的鈣反抽調出來，藉以維持血鈣水平。在缺鈣初期，缺鈣程度比較輕的時候，只是發生可逆性生理功能異常，如心臟出現室性早博、情緒不穩定、睡眠質量下降等反應。持續的低血鈣，特別是中年以后，人體長期處于負鈣平衡狀態，導致甲狀旁腺分泌亢進，首當其沖的是骨骼，由于骨鈣持續大量釋出，導致骨質疏松和骨質增生。另一方面，在甲狀旁腺持續升高的情況下，由于甲狀旁腺素具有促使細胞膜上鈣通道開啟而關不住，以及阻抑鈣泵，使鈣泵功能減弱，造成細胞內鈣含量升高。持續的細胞內高鈣，激發細胞像失控的野馬，無節制亢進，造成細胞能量耗竭。與此同時，代謝廢物又得不到及時消除，便會構成自身傷害，致使細胞趨向反常的鈣化衰亡。由于缺鈣，導致骨質疏松、骨質增生、兒童佝僂病、手足抽搐癥以及高血壓、腎結石、結腸癌、老年癡呆等疾病的發生。

現代醫學研究證明，缺鈣會造成人體生理障礙，進而引發一系列嚴重疾病。這里我們列舉一些與缺鈣有關的主要疾病：

高血壓缺鈣會造成反常的鈣內流，導致鈣在血管內壁細胞和平滑肌細胞內反常積貯，引起血管收縮，血管外周阻力增大，血壓異常升高。持續的鈣內流，促使血管壁彈性纖維和內皮細胞鈣化、變性、甚至出現襲痕、斷裂。外周阻力進一步增大，血壓持續升高。由于血管內壁損傷，脂類通透性增大，血脂浸入血管壁的損傷處，造成膽固醇和其他脂類物質在血管壁上沉積。血管內皮細胞內損傷而分泌內皮素和某些激活因子，引起血小板和白細胞在血管壁上粘附、聚集。血管內皮細胞的損傷，又激活補償性生理反應，促使血管平滑肌和成纖維細胞反常增生和內膜下移位，致使動脈管壁增厚、變硬，于是層層疊疊、大大小小的動脈粥樣硬化形成了。研究表明，對于某些高血壓病人來說，不用藥物而是增加鈣制劑的量，有助于控制高血壓。美國南加利福尼亞大學醫學院的預防醫學副教授杰姆斯·德威爾對國家統計中心為期13年的調查結果進行計算，發現每天用鈣量為1300毫克的人比每天用鈣量為300毫克的人患高血壓的比例低12％。

冠心病許多研究表明，鈣還能降低血中膽固醇的濃度，從而起到保護心臟的作用。有人觀察，讓膽固醇含量較高的男子食用含鈣量低的食物10天（每天410毫克鈣），檢查他們膽固醇含量；然后再讓他們吃含鈣量高的食物（每天2200毫克鈣）。結果高鈣食物能減少膽固醇總量6％，其中低密度脂蛋白減少11％，而對人體有益的高密度脂蛋白數量則保持不變。專家認為，長時期嚴重缺鈣會引發冠心病。

尿路結石多年來，醫生告訴腎結石病人限制食用鈣，理由是鈣為結石的一種主要成分。但是，美國哈佛大學的醫學專家經過多年研究后發現，這可能是人類在認識上的一個大錯誤。他們提出，減少腎結石危險的方法恰恰是增加鈣攝入量。大家知道，飲食中，特別是蔬菜中含有大量草酸鹽，一般情況下，草酸鹽在腸道內與鈣結合成草酸鈣隨糞便排出。如果飲食中鈣的攝入不足，就會使多余草酸鹽經腸腔吸收而進入血液，最終由腎臟提出。如果人體長期處于負鈣平衡狀態，腎臟細胞不可避免會出現細胞反常鈣內流損傷，腎臟回吸收功能減退，尿鈣排出增多。高鈣尿液與尿中草酸鹽結合，形成大大小小草酸鈣結石。如果不忌鈣，而是采取補鈣措施，尤其是補充水溶性鈣劑，那么，在胃腸道中與飲食中草酸鹽結合成草酸鈣隨糞便排出。另外，補充足量的鈣可扭轉負鈣平衡，腎臟回吸收功能正常，尿鈣排出減少，結石的可能性也減少。

結（直）腸癌高脂飲食會過度刺激膽汁的分泌，過量的脂肪酸和膽汁酸是引起結（直）腸細胞癌變的觸發劑。有研究證明，患有結腸直腸癌的病人，血清膽汁酸的含量比正常人高出1倍左右，而癌變細胞中膽汁酸含量比正常細胞高3倍以上。如果用高膽汁酸的飼料喂小白鼠，結（直）腸癌的發生率明顯增加。如果補充足量的碳酸鈣，鈣離子與脂肪酸和膽汁酸結合，形成不溶性脂肪酸鈣和膽汁酸鈣隨糞便排出，從而消除癌變的觸發因子，就能阻抑腸細胞癌變。

手足搐搦癥這種疾病是因嬰幼兒體內缺少維生素D而使腸道對鈣、磷的吸收發生障礙。另外由于甲狀旁腺未能及時分泌更多甲狀旁腺素，以致血鈣降低，引起神經肌肉的興奮性增高，出現全身驚厥、手足痙攣和喉痙攣，常伴發陣發性呼吸暫停和短時間窒息，引起缺血缺氧性腦損傷。據醫學觀察，大腦神經對缺血缺氧最為敏感，窒息10秒鐘，神經功能開始出現障礙；窒息數分鐘，就會出現血管神經不可逆轉的損傷，輕則影響孩子智力，重則導致低能、癡呆。所以，做好手足搐搦癥的預防工作是十分重要的，不管是母乳喂養還是人工喂養的孩子，都必須補充足夠量的鈣。除了補鈣外，還要增加戶外活動，多曬太陽和補充適量維生素D，以預防手足搐搦癥的發生。

骨質疏松人體長期缺鈣而引起負鈣平衡的另一個嚴重后果——骨質疏松。很多研究表明，增加鈣的攝入量對骨質損耗有著重要減緩作用，在減少由骨質疏松引起的骨折率方面也有著重要作用，特別在食用鈣的同時服用維生素D，效果尤其明顯。很多專家認為，補鈣應在青春期就開始，這時候骨質正在形成，效果會更好。

據華東醫院和上海市老年醫學研究所一項較大規模的流行病學調查顯示，上海地區骨質疏松癥發生率，男性為20．1％，女性為48．1％，其中60歲以上男性為24．9％，女性為75．7％。骨質疏松癥已經在上海悄然流行，并已成為威脅上海老年人，特別是老年婦女健康的一大危害。隨著平均期望壽命延長，老年人越來越多，骨質疏松的危害將會越來越突出。

骨質疏松癥早期往往沒有癥狀和體征，X線檢查又不易發現，所以長期來不被人們注意。即使病情加重，主要表現是骨痛和骨質增生，常常不被醫生所認識，往往錯診為腰肌勞損，或是關節炎。隨著病情加重，骨量丟失到骨峰值的30％——50％時，骨骼變脆，稍有不慎就可造成骨折。據報告，上海市老年人骨折累計發生率，城市高達16．5％，農村6．9％。這種骨折往往又難愈合，常因久臥不起，并發褥瘡或墜積性肺炎，嚴重者甚至會因此而喪生。

僅僅依靠日常飲食，很難達到醫生建議的鈣攝入量。