概述
钙（calcium）是人体必需常量元素之一[参考资料] 中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会.WS/T 476—2015 营养名词术语[Z].2015-12-29.。骨骼和牙齿的主要构成成分[参考资料] 中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会.WS/T 476—2015 营养名词术语[Z].2015-12-29.。维持神经肌肉的正常兴奋性；参与调节和维持细胞功能、体液酸碱平衡；参与血液凝固、激素分泌[参考资料] 中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会.WS/T 476—2015 营养名词术语[Z].2015-12-29.。长期缺钙可致儿童佝偻病；中老年人骨质软化症[参考资料] 中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会.WS/T 476—2015 营养名词术语[Z].2015-12-29.。长期摄入过量可增加患肾结石的风险[参考资料] 中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会.WS/T 476—2015 营养名词术语[Z].2015-12-29.。
钙是一种化学元素，它的化学符号是Ca，它的原子序数是20，是一种银白色的碱土金属，具有中等程度的软性。虽然在地壳的含量也很高，为地壳中第五丰富的元素，占地壳总质量3%[参考资料] 柯清水. "（2000[民89]）．【新世纪化工化学辞典】 The new century dictionary of chemical engineering and chemistry". 第一版，正文书局.ISBN 957-40-0253-5，因为它的化学活动性颇为活泼，可以和水或酸反应放出氢气，或是在空气中便可氧化（形成致密氧化层（氧化钙）），因此多以离子状态或化合物形式存在，而没有实际存在的"钙矿"。在工业上的主要矿物来源如石灰岩，石膏等，在建筑（水泥原料）、肥料、制碱、和医疗上用途佷广。
自然界有六种稳定同位素存在，另有11种放射性同位素。
钙的特性
钾 - 钙 - 钪 镁
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| 钙在元素周期表中的位置 |
总体特性
名称, 符号, 序号：钙、Ca、20
系列：碱土金属 族, 周期, 元素分区：2族, 4, s
密度、硬度：1550 kg/m3、1.75
颜色和外表：银白色
地壳含量：3.39 %
原子属性
原子量：40.078 原子量单位
原子半径 （计算值）：180（194）pm
共价半径：174 pm
范德华半径：无数据
价电子排布：[氩]4s2
电子在每能级的排布：2，8，8，2
氧化价（氧化物）：2（强碱性）
晶体结构：面心立方晶格
物理属性
物质状态：固态（顺磁性）
熔点：1115 K（842 °C）
沸点：1757 K（1484 °C）
摩尔体积：26.20×10-6m3/mol
汽化热：153.6 kJ/mol
熔化热：8.54 kJ/mol
蒸气压：254 帕（1112K）
声速：3810 m/s（293.15K）
其他性质
电负性：1.00（鲍林标度）
比热：632 J/（kg·K）
电导率：29.8×106/（米欧姆）
热导率：201 W/（m·K）
第一电离能：589.8 kJ/mol
第二电离能：1145.4 kJ/mol
第三电离能：4912.4 kJ/mol
最稳定的同位素
| 同位素 | 丰度 | 半衰期 | 衰变模式 | 衰变能量 MeV | 衰变产物 |
|---|---|---|---|---|---|
| 40Ca | 96.941 % | 稳定 | |||
| 41Ca | 人造 | 103,000年 | 电子捕获 | 0.421 | 41K |
| 42Ca | 0.647 % | 稳定 | |||
| 43Ca | 0.135 % | 稳定 | |||
| 44Ca | 2.086 % | 稳定 | |||
| 46Ca | 0.004 % | 稳定 | |||
| 48Ca | 0.187 % | > 6×1018年 | β衰变 | 4.272 | 48Ti |
核磁共振特性
43Ca
核自旋 -7/2
灵敏度 0.0064
发现
1808年，英国的戴维、瑞典的贝采利乌斯、法国的蓬丁，使用汞阴极电解石灰石制得在电解质，在阴极的汞齐中提出金属钙。
从此钙被确定为元素，并被命名为Calcium，元素符号是Ca。Calcium来自拉丁文中表示生石灰的词calx。
制备
有电解法及还原法两种方式。
其中电解法是拉特瑙（W.Rathenau）于1904年首先应用的，所用的电解质为CaCl2和CaF2的混合物。电解槽阳极用石墨等作内衬，阴极用钢制成。电解析出的钙漂浮在电解质表面，同钢制阴极接触而冷凝在阴极上。
还原法是生产金属钙的主要方法。通常用石灰石为原料，经烧成氧化钙，以铝粉作还原剂。粉碎的氧化钙与铝粉按一定比例混合均匀，压制成块。
同位素
主条目：钙的同位素
用途
自然界的钙
通常水中含钙镁离子即称之为硬水。而硬度是由水溶液中的矿物质含量多寡而决定，而且会特别指caco3mgco3含量。常用ppm （CaCO3）或mgCaCO3/L H2O表示。
对人体的影响
钙是人体必需的矿物质营养素，所有的细胞都需要钙。钙离子Ca2+在生物体中是许多生化过程及生理过程的触发器，如触发肌肉收缩、释放激素、传递脉冲、促进血液凝结、调节心律和分泌乳汁等等。Ca2+尤为各种高级生物体所必需。 现代医学研究表明，钙营养与体内免疫、神经、内分泌、消化、循环、运动、生殖等十多个系统的功能密切相关，钙离子参与生命进化及生命运动的全过程。基础医学临床医学的研究已证实钙离子对生命的影响巨大，也就是说人类健康离不开钙[参考资料] Gropper SS, Groff JL, et al. "（2005）Advanced Nutrition and Human Metabolism, 4th ed., pp". 380-392. Wardswirth, ISBN 0-534-55986-7。
人体的含量与分布
人体的钙含量约1～1.25kg，占体重1.5～2％，钙原子数目仅次于C、H、O、N等四种非金属元素。每千克非脂肪组织中平均约含钙20～25g。体内钙99％以上都分布在骨骼和牙齿中，其余不足1％的钙分布在体液及全身各组织器官中，是多种生理活动的参与者。这1%在人体的组织及血液中钙的浓度必需保持恒定，不能太高也不能太低，否则会威胁生命安全。
骨骼钙
钙是骨骼、牙齿和细胞壁形成时的必需结构成分。骨钙的组成主要是羟磷灰石结晶，占骨骼重量40％以上，其次是碳酸盐、柠檬酸盐以及少量氯化物和氟化物的形式。骨钙对维持血钙的浓度极为重要，被称作人体钙元素的“储存库”。当血钙浓度降低时，可迅速动员骨钙补充，此过程即为骨质分解；反之钙则在骨骼“暂存”。
牙齿钙
牙齿的化学组成大部分与骨一致，牙齿的表层为牙釉质（又称珐琅质），除了5％水外，全部由嵌入有机基质中的无机物（羟磷灰石及氟磷酸石）组成。其中羟磷灰石所占比例超过98％，结构非常严密，成为人体中最硬的部分，对牙齿咀嚼、磨碎食物具有重要意义。牙本质中羟磷灰石占70％左右，牙骨质中约占40％，它们的结构与骨类似。牙齿一旦形成和钙化后，新陈代谢就降到最低程度。维生素A、C、D的摄取，对牙的正常发育及钙化是必不可少的。缺少维生素A会导致牙的不完全钙化，使其硬度小；缺少维生素C影响牙中有机基质的形成；维生素D不但能帮助钙的吸收而且明显地促使钙、磷在牙中的沉积。
血钙
血浆中的钙有48%为离子形式，46%与蛋白质结合，3%为复合物形式（Complex），还有3%未被确认。血浆中钙浓度大约为10～11 mg／100 mL，无年龄、性别差异。钙离子对神经组织有特殊且重要的影响，如果血钙离子浓度下降，神经组织会过度兴奋，导致手足抽蓄；另一方面，高血钙抑制神经兴奋。血钙的浓度相当稳定，由副甲状腺素（PTH）精密控制，使骨钙和血钙处于平衡之中。血钙浓度低，则由骨钙补充；反之，血钙浓度高，则将钙沉积于骨中储存，或经肾脏于尿中排出体外。
消化与吸收
维他命D在小肠对钙的吸收中扮演重要的角色，它可增加小肠细胞膜上和细胞质的钙结合蛋白质的总量。维他命D缺乏者会因为钙吸收不足而易患有软骨病（rickets）。
摄取量
世界各地区的钙摄取量有很大的差异，欧美等发达国家平均毎人每日摄取850毫克，而非洲、拉丁美洲及大部分开发中国家只有344毫克，相差一倍以上。因此钙摄取不足在开发中国家是个严重的健康议题[参考资料] WHO/FAO. "（2004） Vitamin and mineral requirements in human nutrition". 2nd ed, pp.59-93. WHO:Geneva。
钙的建议摄取量
| 年龄别 | 台湾（mg/day）[参考资料] 行政院卫生署. "（2003）国人膳食营养素参考摄取量及其说明". 修订第六版，pp. 257-298。台湾行政院卫生署，ISBN 957-01-4677-X | 美国（mg/day）[参考资料] Institute of Medicine . "（1997） Dietary Reference Intakes for Calcium, Phosphorus, Magnesium, Vitamin D, and Fluoride". pp. 71-145. National Academy Press, ISBN 0-309-06403-1 | |
| 0~6个月 | 400 | 400 | |
| 6个月~6岁 | 500 | 600-800 | |
| 7~9岁 | 600 | 800-1200 | |
| 10~12岁 | 700 | 1200-1500 | |
| 13~19岁 | 男800/女700 | 1200-1500 | |
| 20岁以上 | 600 | 24岁：1200-1500 | |
| 25~64岁：1000 | |||
| 65岁以上1500 | |||
| 怀孕及哺乳 | 1100 | 1200-1500 | |
| 成年妇女停经后 | 服用雌性素：1000 | ||
| 未用雌性素：1500 |
食物来源[参考资料] . "http://www.cfsan.fda.gov/~dms/ca-5.html".
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自然的食品以牛奶和优酪乳所含的钙最多，其他食物如干豆类、鱼、豆腐、深色的蔬菜如花椰菜、甘蓝类蔬菜和芥兰菜等都含有丰富的钙。此外还有很多添加钙强化的食物，例如：橙汁、蔓越莓汁、早餐谷类食品等。也有人服用钙补充剂以补不足。然而摄取过量的钙可能导致肾结石 。最新的膳食标准指出钙的上限摄取量是每天2500 mg；一般人每天只须从自然食物和补充剂中摄取1500 mg的钙，便已经足够。
钙补充剂（Dietary calcium supplement）
钙补充剂的主要成分为钙化合物，如碳酸钙、柠檬酸钙、乳酸钙等，其中吸收率最高的为柠檬酸钙约35％，碳酸钙为27％，乳钙质为29％，磷酸钙为25％。碳酸钙取材于牡蛎壳或珍珠贝等，葡萄糖酸钙的溶解度较大。选购钙补充剂应注意钙离子的含量与钙的来源。
与其他营养素之关系
维生素D有利于钙质的吸收与利用。磷与钙会相互拮抗竞争，影响彼此的吸收。饮食的钙磷比例对婴儿非常重要，比例失调会导致抽筋，对儿童及成人则较无影响。理论上钙磷摄取是以1：1的比例最佳，但实际上有困难，因为钙只存在于少部份的食物，磷却几乎存在所有的食物。如果钙质摄取量偏低，又摄取大量的磷时（钙：磷＜１：３），血钙会下降，骨矿物质会分解释出钙，最终造成骨质流失；这种情形在老年人及停经妇女最为明显。当钙摄取不足时，食物中的蛋白质有利于钙质的吸收；不过钙摄取充足时，蛋白质就没有促进吸收的效果。过量的蛋白质与脂肪则会促进钙质的排泄，造成钙质的流失。钙质摄取过量会影响铁、锌等微量矿物的吸收。
钙与疾病预防
摄取足够钙质可以预防骨质疏松症、直肠癌、降低男性前列腺癌的风险、维持血压平衡。每天至少补充约800毫克的钙质是最有效预防直肠癌的钙摄取量，更年期妇女补充足够的钙质可以提高高密度脂蛋白（HDL）的浓度，这代表降低心血管疾病的风险与致命性。
钙信号
植物细胞能够探知病原体，从而激发一个让植物对感染产生抵抗力的防卫系统。植物防卫通道中一个最早的步骤涉及胞质溶解钙水平的增加。然而，Ca2+信号导致有效植物免疫响应的机制尚不清楚。
医学化验
英文名
calcium
别名
血清钙,Ca
正常值
邻甲酚酞络合酮比色法、甲基麝香草酚蓝比色法： 钙总量： 儿童2.25～2.67mmol/L （9.02～10.7mg/dl） 成人2.03～2.54mmol/L （8.2～10.2mg/dl） 。
离子选择电极法：离子钙：成人：1.13～1.35mmol/L （4.5～5.4mg/dl） 。
化验结果意义
（1）高血钙： ①骨吸收，肾小管再吸收，肠腔吸收增加：原发性或继发性甲状旁腺功能亢进症、多发性骨髓瘤、结节病等。 ②肠道吸收，骨吸收增加：维生素D中毒、肉芽肿类疾病（类肉瘤病等）、白血病。 ③肠腔吸收，肾小管再吸收增加：牛奶-碱综合征。 ④骨吸收增加：合并癌症的高钙血症、甲状腺功能亢进、嗜铬细胞瘤、维生素A中毒。 ⑤肾小管再吸收增加：噻嗪类利尿剂、家族性低钙尿性高钙血症（FHH）。 ⑥原因不明：艾迪生病。
（2）低血钙： ①骨吸收，肾小管再吸收，肠道吸收下降（障碍）：甲状旁腺功能低下症（手术，原因不明）、假性甲状旁腺功能减退症。 ②骨吸收，肠道再吸收降低：慢性肾功能不全、佝偻病、软骨病等。 ③骨吸收下降：抗痉挛剂。 ④骨中钙蓄积亢进：甲状旁腺、甲状腺功能亢进术后、骨形成性转移性骨病变等。 ⑤肾小管再吸收降低：肾小管障碍（伴维生素D活性化障碍）、糖、盐皮质类固醇过剩等。 ⑥软组织钙沉着增加：胰腺炎（PTH分泌不全）。
化验取材
血液
化验方法
血液无机物测定
化验类别一
血液生化检查
化验类别二
血液无机物测定
化验资料来源
《新编临床检验与检查手册》、《新编化验员工作手册》