Ca – Calcium

Tên cũ: canxi

Kim loại kiềm thổ
Rắn, trắng bạc
Phản ứng với nước
A = 40

Calcium (Ca, tên cũ: canxi) là đơn chất, chất rắn màu trắng bạc, phản ứng với nước; nguyên tử khối 40. Kim loại kiềm thổ, tính khử mạnh (Ca → Ca⁺²), chỉ kém kim loại kiềm; bảo quản trong dầu hoả.

Cấu tạo của Ca

Ca
electron tự do
Sơ đồ mạng tinh thể kim loại — không theo tỉ lệ thật

1 · Nguyên tử kim loại xếp thành mạng tinh thể
2 · Electron hoá trị tách ra thành electron tự do
3 · Ion dương và e tự do hút nhau → liên kết kim loại

Thông số vật lý của Ca

Đại lượng	Giá trị	Ghi chú
Nguyên tử khối	40	tính theo nguyên tử khối làm tròn trong SGK (Ca 40)
Khối lượng mol chính xác	40,078 g/mol	theo nguyên tử khối IUPAC (Ca 40,078)
Trạng thái, màu	rắn, trắng bạc
Nhiệt độ nóng chảy	842 °C	Wikipedia; NIST ghi điểm ba 1 112,9 K. Cao hơn Mg (650 °C)
Nhiệt độ sôi	1 484 °C	NIST: 1 757 K (trùng infobox Wikipedia); thân bài Wikipedia ghi 1 494 °C — trang này theo NIST
Khối lượng riêng	1,526 g/cm³	ở 20 °C; Wikipedia ghi đây là khối lượng riêng thấp nhất trong nhóm (Mg 1,737 g/cm³)
Điện trở suất	33,6 nΩ·m	ở 20 °C; tính theo thể tích Ca dẫn điện kém Cu và Al, nhưng tính theo khối lượng lại dẫn điện tốt hơn cả hai vì rất nhẹ
Độ dẫn nhiệt	201 W/(m·K)
Độ cứng Mohs	1,75	cứng hơn chì nhưng vẫn cắt được bằng dao nếu dùng lực
Mạng tinh thể	lập phương tâm mặt	trên 443 °C chuyển sang lập phương tâm khối
Cấu hình electron	[Ar]4s² (2, 8, 8, 2)	nhường 2 electron lớp ngoài thành Ca²⁺ có cấu hình bền của argon; trong hợp chất, canxi hầu như luôn có hoá trị II. Độ âm điện 1,00
Bề mặt trong không khí	lớp oxide – nitride sẫm màu	kim loại ánh bạc, đôi khi ngả vàng nhạt; khối Ca nhanh chóng phủ lớp hydrate trong không khí ẩm, nhưng ở độ ẩm tương đối dưới 30 % cất được lâu ở nhiệt độ phòng

Số liệu làm tròn cho phổ thông; nguồn ghi ở mục Tài liệu tham khảo.

Thành phần nguyên tố của Ca

Nguyên tố	NTKNguyên tử khối	Số ng.tửSố nguyên tử	KLKhối lượng	% khối lượng
Ca calcium	40	1	40	100,00 %
TổngNguyên tử khối Ca		1	40	100 %

NTK = nguyên tử khối (làm tròn như trong bài tập phổ thông), KL = khối lượng. Ví dụ: %Ca = 40 ÷ 40 × 100 % = 100,0 %.

Tính nhanh: mol – khối lượng – nồng độ

Số mol

Khối lượng (g)

Thể tích dung dịch (mL)

Khối lượng: m = n × M = 0,25 × 40; 10 g
Số phân tử: N = n × N_A = 0,25 × 6,022 × 10²³; 1,506 × 10²³
Nồng độ mol: C_M = n / V = 0,25 / 0,25; 1 M

M = phân tử khối (g/mol); N_A = 6,022 × 10²³ là số Avogadro — số phân tử có trong 1 mol của bất kỳ chất nào; V là thể tích dung dịch tính bằng lít.

Điều chế Ca

Điện phân CaCl₂ nóng chảy: CaCl₂ → Ca + Cl₂↑ (điện phân nóng chảy).

Tính chất hoá học của Ca

Kim loại kiềm thổ, tính khử mạnh (Ca → Ca⁺²), chỉ kém kim loại kiềm; bảo quản trong dầu hoả.

Với phi kim: 2Ca + O₂ → 2CaO; Ca + Cl₂ → CaCl₂ (t°); Ca + S → CaS (t°).
Với nước ở nhiệt độ thường (chậm hơn Na): Ca + 2H₂O → Ca(OH)₂ + H₂↑.
Với acid: Ca + 2HCl → CaCl₂ + H₂↑; Ca + H₂SO₄ (loãng) → CaSO₄ + H₂↑.
Với hydrogen: Ca + H₂ → CaH₂ (t°).

Lỗi thường gặp với Ca

Cho Ca vào dung dịch CuSO₄ rồi viết Ca đẩy Cu ra khỏi muối. Ca tác dụng ngay với nước của dung dịch trước: Ca + 2H₂O → Ca(OH)₂ + H₂, sau đó base sinh ra mới phản ứng với muối: Ca(OH)₂ + CuSO₄ → Cu(OH)₂ + CaSO₄. Hiện tượng là sủi bọt khí và có kết tủa xanh lam, không có lớp đồng đỏ bám vào. Quy tắc "kim loại đứng trước đẩy kim loại đứng sau ra khỏi muối" không áp cho Ca và các kim loại tác dụng mạnh với nước.
Viết Ca tác dụng với nước "rất chậm như Mg" hoặc "dữ dội như Na". SGK Hoá 12 xếp Ca cùng Sr, Ba vào nhóm tác dụng mạnh với nước ngay ở nhiệt độ thường, còn Mg phản ứng chậm và phải đun nóng mới nhanh. Wikipedia so sánh cụ thể: Ca phản ứng với nước nhanh hơn Mg nhưng chậm hơn Sr. Dung dịch thu được vẩn đục vì Ca(OH)₂ ít tan, chứ không trong suốt như NaOH.
Điều chế Ca bằng điện phân dung dịch CaCl₂. Điện phân dung dịch thì nước bị khử ở cực âm, sinh khí H₂ chứ không ra Ca — và nếu có Ca sinh ra thì nó cũng phản ứng ngay với nước. Ca là kim loại hoạt động mạnh nên phải điện phân CaCl₂ nóng chảy (SGK Hoá 12 bài 20). Ở Mỹ và Canada người ta còn khử vôi bằng nhôm ở khoảng 1 200 °C trong chân không.
Dập đám cháy Ca bằng nước. ECHA xếp canxi vào nhóm "tiếp xúc với nước sinh khí dễ cháy" (H261): nước gặp Ca sinh H₂, làm đám cháy lan thêm. Bột Ca mịn còn có thể tự bốc cháy trong không khí, tạo calcium nitride. Phải dập bằng cát khô hoặc bột chữa cháy kim loại.
Coi "canxi" trong sữa, thuốc bổ là canxi kim loại. Thứ cơ thể cần là ion Ca²⁺ trong hợp chất (calcium carbonate, calcium lactate, calcium phosphate…). Canxi kim loại gặp độ ẩm của cơ thể thì phản ứng toả nhiệt, gây kích ứng ăn mòn nặng; nuốt phải có thể gây tử vong (Wikipedia, mục Safety).

Ứng dụng của Ca

Ứng dụng	Dựa trên tính chất nào
Luyện thép — Wikipedia ghi đây là ứng dụng lớn nhất của canxi kim loại	Ca có ái lực mạnh với oxygen và sulfur; oxide, sulfide tạo ra nổi lên khỏi thép lỏng hoặc phân tán thành hạt nhỏ, tròn, làm thép dễ đúc, sạch hơn và bền hơn
Hợp kim chì – canxi cho ắc quy ô tô không cần bảo dưỡng	Thay hợp kim chì – antimony bằng hợp kim chì chứa 0,1 % canxi thì ắc quy ít mất nước và ít tự phóng điện hơn
Chất khử để điều chế Cr, Zr, Th, V, U	Ca có tính khử mạnh, chỉ kém kim loại nhóm IA, nên lấy được oxygen hoặc halogen ra khỏi hợp chất của những kim loại khó tách này
Chất hấp thụ oxygen, nitrogen (getter); loại nitrogen khỏi khí argon tinh khiết	Ca phản ứng với oxygen và với cả nitrogen: 2Ca + O₂ → 2CaO; 3Ca + N₂ → Ca₃N₂, nên giữ lại vết hai khí này trong thiết bị chân không và khí trơ
Lưu trữ hydrogen	Ca kết hợp với hydrogen thành calcium hydride rắn: Ca + H₂ → CaH₂, từ đó lấy lại hydrogen được dễ dàng
Thành phần một số chất thông cống	Ca tác dụng với nước toả nhiệt và sinh Ca(OH)₂; base này xà phòng hoá chất béo và làm tan protein (như tóc) gây tắc

Nhận biết Ca

Đốt cho ngọn lửa màu đỏ cam; tan trong nước giải phóng khí và tạo dung dịch làm hồng phenolphthalein, sục CO₂ vào thấy vẩn đục.

An toàn và bảo quản Ca

Dễ cháy (GHS02) — H261: tiếp xúc với nước sinh khí dễ cháy (phân loại hài hoà CLP, từ cảnh báo "Danger")

Canxi (calcium, EC 231-179-5) **có** phân loại hài hoà theo CLP, chỉ số 020-001-00-X, phụ lục VI của CLP (bản đầu tiên, hiệu lực từ 01/12/2010): Water-react. 2 với H261, hình đồ GHS02, từ cảnh báo "Danger". Trong 4 mục phân loại do doanh nghiệp thông báo, mục nguồn REACH Joint chiếm 94,82 % số thông báo C&L/CLP và ghi đúng phân loại trên; 4,21 % ghi "Not classified"; hai nhóm nhỏ 0,81 % và 0,16 % ghi thêm mã kích ứng, ăn mòn (H314, H318, H315, H319) hoặc H371. Infobox Wikipedia ghi chỉ số NFPA sức khoẻ 0, cháy 3, phản ứng 1, kèm kí hiệu "W" (phản ứng với nước). Canxi phản ứng toả nhiệt với nước và acid, nên kim loại tiếp xúc với độ ẩm của cơ thể gây kích ứng ăn mòn nặng; nuốt phải gây tổn thương miệng, thực quản, dạ dày và có thể gây tử vong. Wikipedia ghi tiếp xúc lâu dài chưa thấy tác hại rõ rệt.

Dính da: phủi hết mẩu kim loại bằng dụng cụ khô trước, rồi rửa thật nhiều nước. Vào mắt: rửa dưới vòi nước nhiều phút, đến cơ sở y tế. Nuốt phải: súc miệng, không gây nôn, đi cấp cứu ngay. Cháy: dùng cát khô hoặc bột chữa cháy kim loại, tuyệt đối không dùng nước. Mẩu Ca thừa sau thí nghiệm không vứt vào thùng rác hay bồn rửa.

Bảo quản: Lọ kín, nơi khô, xa nước và acid; mẫu thí nghiệm thường ngâm trong dầu để ngăn hơi ẩm (ảnh mẫu Ca trên Wikipedia chú thích "stored in mineral oil"). Bột Ca mịn phải để trong bình kín khí vì có thể tự bốc cháy trong không khí.

Phản ứng tiêu biểu của Ca (5)

Tự luyện về Ca

Gom từ bài tập của các phản ứng có calcium và câu hỏi riêng cho chất.

1. Hệ số của H₂O trong phương trình Ca + H₂O → Ca(OH)₂ + H₂ là

A. 1B. 2C. 3D. 4

Đáp án B. Ca + 2H₂O → Ca(OH)₂ + H₂.

2. Tổng hệ số (nguyên, tối giản) của phương trình CaCl₂ → Ca + Cl₂ là

A. 2B. 3C. 4D. 5

Đáp án B. Mọi hệ số đều bằng 1: 1 + 1 + 1 = 3.

3. Tổng hệ số (nguyên, tối giản) của phương trình Ca + O₂ → CaO là

A. 3B. 4C. 5D. 6

Đáp án C. 2Ca + O₂ → 2CaO: 2 + 1 + 2 = 5.

4. Cho mẩu Ca vào dung dịch CuSO₄. Hiện tượng quan sát được là

A. Có lớp kim loại màu đỏ bám lên mẩu CaB. Có khí thoát ra và xuất hiện kết tủa xanh lamC. Dung dịch nhạt màu, không có khíD. Không có hiện tượng gì

Đáp án B. Ca tác dụng với nước trước: Ca + 2H₂O → Ca(OH)₂ + H₂ (sủi bọt khí); sau đó Ca(OH)₂ + CuSO₄ → Cu(OH)₂ + CaSO₄ (kết tủa xanh lam). Ca không đẩy Cu ra khỏi dung dịch muối như Fe hay Zn.

5. Cho 4 g Ca vào 100 mL dung dịch HCl 1 M. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thể tích khí H₂ thu được ở điều kiện chuẩn là (Ca = 40; thể tích mol khí ở đkc 24,79 L/mol)

A. 1,2395 LB. 2,479 LC. 4,958 LD. 0,6198 L

Đáp án B. n(Ca) = 4/40 = 0,1 mol; n(HCl) = 0,1 mol. Ca + 2HCl → CaCl₂ + H₂ dùng hết 0,1 mol HCl với 0,05 mol Ca, sinh 0,05 mol H₂. Phần Ca dư (0,05 mol) tác dụng tiếp với nước: Ca + 2H₂O → Ca(OH)₂ + H₂, sinh thêm 0,05 mol H₂. Tổng 0,1 mol H₂ → V = 0,1 × 24,79 = 2,479 L. Đáp án 1,2395 L là khi quên phản ứng của Ca dư với nước.

6. Dãy nào sau đây gồm các kim loại đều tác dụng mạnh với nước ngay ở nhiệt độ thường?

A. Be, Mg, CaB. Mg, Ca, BaC. Ca, Sr, BaD. Be, Ca, Ba

Đáp án C. Theo bảng 25.3 của SGK Hoá 12: Be không tác dụng với nước, Mg phản ứng chậm ở nhiệt độ thường và nhanh hơn khi đun nóng, còn Ca, Sr, Ba tác dụng mạnh ngay ở nhiệt độ thường.

Câu hỏi thường gặp về Ca

Canxi có tác dụng với nước không?

Có, ngay ở nhiệt độ thường: Ca + 2H₂O → Ca(OH)₂ + H₂, mẩu canxi tan dần, sủi bọt khí và dung dịch vẩn đục. Mức độ nằm giữa Mg (rất chậm) và Na (dữ dội) — xem mục Lỗi thường gặp.

Canxi kim loại có độc không?

Không phải chất độc như muối bari, nhưng nguy hiểm vì phản ứng: ECHA xếp canxi vào H261 (gặp nước sinh khí dễ cháy), và kim loại gặp độ ẩm của da, niêm mạc gây kích ứng ăn mòn nặng. Ion Ca²⁺ trong thực phẩm, thuốc bổ là chuyện khác hẳn — xem mục Lỗi thường gặp.

Canxi cháy có màu gì?

Ngọn lửa màu đỏ cam (SGK Hoá 12 bài 25), tạo chất rắn trắng CaO: 2Ca + O₂ → 2CaO. Cùng nhóm IIA, ion Sr²⁺ cho màu đỏ son và Ba²⁺ cho màu lục — đây là cách nhận biết ion Ca²⁺ bằng màu ngọn lửa.

Vì sao canxi phải bảo quản trong dầu?

Để tránh hơi ẩm và không khí: Ca tác dụng với nước, với oxygen và cả nitrogen, bề mặt nhanh chóng phủ lớp oxide – nitride sẫm màu. Wikipedia ghi khối Ca ở độ ẩm tương đối dưới 30 % vẫn cất được lâu, nên Ca kém hoạt động hơn Na, K; nhưng mẫu dùng trong phòng thí nghiệm vẫn được ngâm dầu cho chắc.

Canxi và magie kim loại nào mạnh hơn?

Canxi mạnh hơn: tính khử của kim loại nhóm IIA tăng từ Be đến Ba (SGK Hoá 12 bài 25). Biểu hiện dễ thấy là Ca tác dụng với nước ngay ở nhiệt độ thường, còn Mg phải đun nóng. Bảng so sánh đầy đủ ở cuối trang.

Canxi được điều chế như thế nào?

Bằng điện phân CaCl₂ nóng chảy (CaCl₂ → Ca + Cl₂), cách làm ở Nga và Trung Quốc theo Wikipedia; ở Mỹ và Canada người ta khử vôi bằng nhôm ở khoảng 1 200 °C trong chân không. Không điện phân dung dịch được — xem mục Lỗi thường gặp.

Ca và Mg

	Ca	Mg
Cấu hình electron	[Ar]4s²	[Ne]3s²
Nhiệt độ nóng chảy	842 °C	650 °C
Nhiệt độ sôi	1 484 °C	1 091 °C
Khối lượng riêng (20 °C)	1,526 g/cm³	1,737 g/cm³
Điện trở suất (20 °C)	33,6 nΩ·m	43,9 nΩ·m
Mạng tinh thể	lập phương tâm mặt	lục phương xếp chặt (hcp)
Độ âm điện	1,00	1,31
Với nước ở nhiệt độ thường	tác dụng mạnh, sủi bọt H₂, dung dịch vẩn đục vì Ca(OH)₂ ít tan	rất chậm vì Mg(OH)₂ ít tan bám lên bề mặt; nhanh khi đun nóng
Cất giữ	lọ kín, mẫu thí nghiệm ngâm trong dầu	để ngoài không khí được nhờ lớp MgO mỏng
Khi đốt trong không khí	ngọn lửa đỏ cam, tạo CaO	ngọn lửa trắng chói ≈ 3 100 °C, tạo MgO
Điều chế	điện phân CaCl₂ nóng chảy; ở Mỹ, Canada khử vôi bằng nhôm ở khoảng 1 200 °C	điện phân MgCl₂ nóng chảy (từ nước biển)
Phân loại hài hoà (ECHA)	020-001-00-X: Water-react. 2 (H261), GHS02, "Danger"	bột và phoi: H228, H252, H261 (012-002-00-9); bột tự cháy: H250, H260 (012-001-00-3)

Tài liệu tham khảo

Bộ GD&ĐT, Hoá học 12 (Kết nối tri thức), NXB Giáo dục Việt Nam, 2024 — bài 25 Nguyên tố nhóm IIA (tr.116–125: kim loại nhóm IIA có tính khử mạnh, "chỉ kém kim loại nhóm IA" (tr.118), tính khử tăng từ Be đến Ba, bảng 25.3 — Ca, Sr, Ba tác dụng mạnh với nước ngay ở nhiệt độ thường, Mg phản ứng chậm, Be không tác dụng; màu ngọn lửa Ca²⁺ đỏ cam, Sr²⁺ đỏ son, Ba²⁺ lục; Ca có cấu trúc lập phương tâm mặt), bài 20 Kim loại trong tự nhiên và phương pháp tách kim loại (tr.95: K, Na, Ca, Mg điều chế bằng điện phân nóng chảy muối chloride).
NIST Chemistry WebBook, "Calcium", Phase change data, webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C7440702 — nhiệt độ sôi 1 757 K, điểm ba 1 112,9 K (Honig và Kramer 1969).
Wikipedia, "Calcium" (infobox; mục Characteristics, Occurrence and production, Applications, Safety), en.wikipedia.org — kim loại ánh bạc, đôi khi ngả vàng nhạt, lớp oxide – nitride sẫm màu trong không khí, nóng chảy 842 °C, sôi 1 484 °C (infobox; thân bài ghi 1 494 °C), khối lượng riêng 1,526 g/cm³ ở 20 °C ("is the lowest in its group"), điện trở suất 33,6 nΩ·m, độ dẫn nhiệt 201 W/(m·K), Mohs 1,75, độ âm điện 1,00, lập phương tâm mặt và chuyển lập phương tâm khối trên 443 °C, [Ar]4s², "almost always divalent in its compounds", dẫn điện theo khối lượng tốt hơn Cu và Al, "calcium spontaneously reacts with water more quickly than magnesium but less quickly than strontium", phản ứng với oxygen và nitrogen của không khí, bột mịn tự cháy tạo nitride, dưới 30 % độ ẩm tương đối cất được lâu, ảnh mẫu "stored in mineral oil", điện phân CaCl₂ nóng chảy ở Nga và Trung Quốc, khử vôi bằng nhôm ở ~1 200 °C ở Mỹ và Canada, "The largest use of metallic calcium is in steelmaking", hợp kim chì chứa 0,1 % canxi cho ắc quy, chất khử điều chế Cr, Zr, Th, V, U, getter oxygen và nitrogen, loại nitrogen khỏi argon, lưu trữ hydrogen dưới dạng CaH₂, chất thông cống, GHS02 và H261, NFPA 0 – 3 – 1 kèm "W", kích ứng ăn mòn khi gặp độ ẩm cơ thể, nuốt phải có thể gây tử vong.
Wikipedia, "Magnesium" (infobox dẫn CRC Handbook; khối lượng riêng dẫn Arblaster 2018), en.wikipedia.org — nhiệt độ nóng chảy 650 °C, nhiệt độ sôi 1 091 °C, khối lượng riêng 1,737 g/cm³, điện trở suất 43,9 nΩ·m, độ âm điện 1,31, mạng lục phương xếp chặt, phản ứng chậm với nước ở nhiệt độ thường, ngọn lửa ≈ 3 100 °C (bảng so sánh — trùng đúng trang Mg của site).
ECHA CHEM, C&L Inventory: calcium, EC 231-179-5, chỉ số 020-001-00-X, chem.echa.europa.eu — phân loại hài hoà (CLP Annex VI, bản CLP00, hiệu lực 01/12/2010) Water-react. 2 (H261), hình đồ GHS02, "Danger"; 4 mục phân loại do doanh nghiệp thông báo: 94,82 % (nguồn REACH Joint) Water-react. 2 (H261), 4,21 % "Not classified", 0,81 % thêm STOT SE 2 (H371), Skin Corr. 1C (H314), Eye Dam. 1 (H318), 0,16 % thêm Skin Irrit. 2 (H315), Eye Irrit. 2 (H319). Magnesium, chỉ số 012-001-00-3 và 012-002-00-9 (bảng so sánh, trùng trang Mg của site).

Cùng nhóm đơn chất

Xem tất cả hợp chất →

Cập nhật: 3/10/2026