The mineralogy of Calcium
| General Properties | |
|---|---|
| Symbol: | Ca |
| Atomic Number: | 20 |
| Standard atomic weight (Ar): | 40.078(4) |
| Electron configuration: | [Ar] 4s2 |
| Photos | ||
|---|---|---|
| < | Calcium pieces | > |
| Atomic Properties | |
|---|---|
| Electronegativity (Pauling scale): | 1 |
| Atomic Radius: | 194 pm |
| Ionic Radius: | 100 pm (+2) |
| 1st Ionization energy: | 590 kJ/mol |
| 1st Electron affinity: | -2 kJ/mol |
| Oxidation States: | 2 |
| Physical Properties | |
|---|---|
| Standard State: | solid |
| Bonding Type: | metallic |
| Melting Point: | 1115 K |
| Boiling Point: | 1757 K |
| Density: | 1.55 g/cm3 |
| Metal/Non-Metal: | alkaline earth metal |
| Main isotopes of Calcium | ||||
|---|---|---|---|---|
| Isotope | % in Nature | Half Life | Decay type | Decay product |
| 40Ca | 96.941% | >5.9×1021y | β+β+ ? | 40Ar |
| 41Ca | trace | 1.03×105y | ε | 41K |
| 42Ca | 0.647% | stable | ||
| 43Ca | 0.135% | stable | ||
| 44Ca | 2.086% | stable | ||
| 45Ca | synthetic | 162.7d | 45Sc | |
| 46Ca | 0.004% | >8.8×1022y | β-β- ? | 46Ti |
| 47Ca | synthetic | 4.536d | β− | 47Sc |
| 48Ca | 0.187% | 4.3×1019y | β-β- | 48Ti |
| β− ? | 48Sc | |||
| Main ions of Calcium | ||||
|---|---|---|---|---|
| Name | Ion | Example minerals | ||
| calcium | Ca2+ | Calcite, Anorthite, Gypsum | ||
| Videos |
|---|
| Other Information | |
|---|---|
| Year Discovered: | Ancient |
| Year Isolated: | 1808 |
| Isolated By: | |
| Named For: | from Latin: calx - "lime" |
| CPK color coding: | #3DFF00 |
| External Links: | WikipediaWebElementsLos Alamos National LaboratoryTheodore Gray's PeriodicTable.com |
| Simple Compounds and Mineral Names | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Nitrides | tricalcium dinitride | Ca3N2 | +2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Sulfides | calcium sulphide | CaS | +2 | Oldhamite | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Selenides | calcium selenide | CaSe | +2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Tellurides | calcium telluride | CaTe | +2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Hydrides | calcium dihydride | CaH2 | +2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Hydroxides | calcium hydroxide | Ca(OH)2 | +2 | Portlandite | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Fluorides | calcium difluoride | CaF2 | +2 | Fluorite | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Chlorides | calcium dichloride | CaCl2 | +2 | Aquasidite | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| calcium dichloride dihydrate | CaCl2 · 2H2O | +2 | Sinjarite | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| calcium dichloride tetrahydrate | CaCl2 · 4H2O | +2 | Ghiaraite | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| calcium dichloride hexahydrate | CaCl2 · 6H2O | +2 | Antarcticite | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Iodides | calcium diiodide | CaI2 | +2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Oxides | calcium oxide | CaO | +2 | Lime | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| calcium peroxide | CaO2 | +2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Carbonates | calcium carbonate | CaCO3 | +2 | Calcite, Aragonite, Vaterite | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| calcium carbonate monohydrate | CaCO3 · H2O | +2 | Monohydrocalcite | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| calcium carbonate hexahydrate | CaCO3 · 6H2O | +2 | Ikaite | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Nitrates | calcium nitrate | Ca(NO3)2 | +2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| calcium nitrate tetrahydrate | Ca(NO3)2 · 4H2O | +2 | Nitrocalcite | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Sulfates | calcium sulfate | CaSO4 | +2 | Anhydrite | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| calcium sulfate hemihydrate | CaSO4 · 0.5H2O | +2 | Bassanite | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| calcium sulfate dihydrate | CaSO4 · 2H2O | +2 | Gypsum | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Silicates | calcium silicate | CaSIO3 | +2 | Wollastonite | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Mineral Diversity of Calcium | |
|---|---|
| 2. Sulfides And Sulfosalts | 7 valid mineral species |
| 3. Halides | 38 valid mineral species |
| 4. Oxides | 136 valid mineral species |
| 5. Carbonates | 90 valid mineral species |
| 6. Borates | 68 valid mineral species |
| 7. Sulfates | 75 valid mineral species |
| 8. Phosphates, Arsenates, Vanadates | 325 valid mineral species |
| 9. Silicates | 662 valid mineral species |
| 10. Organic Compounds | 10 valid mineral species |
| Total: | 1411 valid species containing essential Calcium |
| Minerals with the greatest weight % of Calcium | ||
|---|---|---|
| Lime | CaO | 71.47 % |
| Oldhamite | CaS | 55.55 % |
| Portlandite | Ca(OH)2 | 54.09 % |
| Hatrurite | Ca3(SiO4)O | 52.66 % |
| Fluorite | CaF2 | 51.33 % |
| Takedaite | Ca3[BO3]2 | 50.55 % |
| Jasmundite | Ca11(SiO4)4O2S | 50.48 % |
| Reinhardbraunsite | Ca5(SiO4)2(OH,F)2 | 47.87 % |
| Chegemite | Ca7(SiO4)3(OH)2 | 47.49 % |
| Kumtyubeite | Ca5(SiO4)2F2 | 47.42 % |
| Geochemistry of Calcium | |
|---|---|
| Goldschmidt classification: | Lithophile |
| Ca2+ was one of the ions least depleted from the mantle in the formation of the crust. | |
| Ca2+ is enriched in Ca-Al-rich inclusions in meteorites relative to the composition of the solar system. | |
| Ca2+ enters early-forming phases in igneous rocks. | |
| Ca2+ is one of the eight most abundant solutes in average river water. | |
| Ca2+ solute can be a limiting nutrient in the growth of bacteria. | |
| Ca2+ solute is a macronutrient on land. | |
| Ca2+ is essential to nutrition of at least some vertebrates ('essential minerals'). | |
| Elemental Abundance for Calcium | ||
|---|---|---|
| Crust (CRC Handbook) | 4.15 x 10-2 | mass fraction, kg/kg |
| Crust (Kaye & Laby) | 5.1 x 10-2 | mass fraction, kg/kg |
| Crust (Greenwood) | 4.6600 x 10-2 | mass fraction, kg/kg |
| Crust (Ahrens/Taylor) | 5.2900 x 10-2 | mass fraction, kg/kg |
| Crust (Ahrens/Wänke) | 4.9200 x 10-2 | mass fraction, kg/kg |
| Crust (Ahrens/Weaver) | 3.4000 x 10-2 | mass fraction, kg/kg |
| Upper Crust (Ahrens/Taylor) | 3.0000 x 10-2 | mass fraction, kg/kg |
| Upper Crust (Ahrens/Shaw) | 2.9500 x 10-2 | mass fraction, kg/kg |
| Sea Water (CRC Handbook) | 4.12 x 10-4 | mass per volume fraction, kg/L |
| Sea Water (Kaye & Laby) | 4.1 x 10-4 | mass per volume fraction, kg/L |
| The Sun (Kaye & Laby) | 6.4 x 10-2 | atom mole fraction relative to Si=1 |
| Solar System (Kaye & Laby) | 6.1 x 10-2 | atom mole fraction relative to Si=1 |
| Solar System (Ahrens) | 6.11 x 10-2 (7.1%) | atom mole fraction relative to Si=1 (% uncertainty) |
| Element association of Calcium in the Mineral World | |||
|---|---|---|---|
| This table compares the known valid mineral species listed listed with Calcium and the other elements listed based on the official IMA formula. Note that unlike other sections on this page this includes non-essential elements. The first data column contains the total number of minerals listed with Calcium and the element listed for that row. The second data column lists this number as a percentage of all minerals listed with Calcium. The final data column compares this percentage against the percentage of all minerals that contain the element listed in each row. Click on a heading to sort. |
| Periodic Table | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Potassium << Calcium >> Scandium | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Most widespread minerals containing Calcium | |||
|---|---|---|---|
| This list of minerals containing Calcium is built from the mindat.org locality database. This is based on the number of localities entered for mineral species and is therefore slanted towards minerals interesting to collectors with less coverage of common rock-forming-minerals so it does not give an undistorted distribution of Calcium mineral species. It is more useful when comparing rare species rather than common species. |
| Name | Formula | Crystal System | Mindat Localities |
|---|---|---|---|
| Calcite | CaCO3 | Trigonal | 36726 |
| Dolomite | CaMg(CO3)2 | Trigonal | 12735 |
| Fluorite | CaF2 | Isometric | 12304 |
| Epidote | (CaCa)(AlAlFe3+)O[Si2O7][SiO4](OH) | Monoclinic | 11085 |
| Gypsum | CaSO4 · 2H2O | Monoclinic | 8959 |
| Titanite | CaTi(SiO4)O | Monoclinic | 7313 |
| Scheelite | Ca(WO4) | Tetragonal | 6006 |
| Diopside | CaMgSi2O6 | Monoclinic | 5853 |
| Actinolite | ◻Ca2(Mg4.5-2.5Fe0.5-2.5)Si8O22(OH)2 | Monoclinic | 4731 |
| Ankerite | Ca(Fe2+,Mg)(CO3)2 | Trigonal | 4131 |
| Photos |
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| Localities with greatest number of different Calcium mineral species |
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