Kalsium, dengan simbol kimia $\text{Ca}$ dan nomor atom 20, adalah salah satu unsur logam alkali tanah yang paling melimpah di kerak bumi. Dalam konteks atom, kalsium adalah entitas fundamental yang menentukan semua sifat kimia dan fisika dari unsur ini. Sebagai atom netral, kalsium memiliki 20 proton di intinya dan 20 elektron yang mengorbit. Konfigurasi elektronnya adalah $[\text{Ar}]4s^2$. Keberadaan dua elektron valensi di kulit terluar (4s) inilah yang sangat menentukan reaktivitasnya.
Atom kalsium cenderung melepaskan kedua elektron valensinya untuk mencapai konfigurasi gas mulia yang stabil (Argon). Proses pelepasan ini menghasilkan ion kalsium bermuatan positif ($\text{Ca}^{2+}$). Keempat kulit elektron yang terisi penuh memberikannya sifat kimia yang khas, menjadikannya unsur yang sangat reaktif, terutama dalam reaksi pembentukan senyawa ionik. Meskipun reaktif, dalam kondisi standar, atom kalsium murni membentuk padatan logam yang relatif lunak dengan warna abu-abu keputihan.
Meskipun kita sering mengaitkan kalsium dengan tulang dan gigi, peran atom kalsium jauh lebih luas di dalam sistem biologis. Dalam organisme hidup, kalsium biasanya ditemukan dalam bentuk ion $\text{Ca}^{2+}$. Ion ini bertindak sebagai pembawa pesan sekunder yang krusial dalam jalur sinyal seluler. Fungsi-fungsi utamanya meliputi:
Kebutuhan tubuh akan kalsium sangat diatur oleh hormon seperti paratiroid hormon (PTH) dan kalsitonin. Keseimbangan konsentrasi ion kalsium di luar sel sangat penting; sedikit saja penyimpangan dapat menyebabkan masalah neurologis atau kardiovaskular yang serius.
Sebagai anggota golongan 2 (alkali tanah), atom kalsium menunjukkan reaktivitas yang tinggi, meskipun sedikit lebih rendah dibandingkan logam alkali (Golongan 1). Kecenderungan utamanya adalah membentuk kation $\text{Ca}^{2+}$ dengan melepaskan dua elektron $4s$. Karena energi ionisasinya yang relatif rendah, kalsium mudah bereaksi dengan non-logam.
Reaksi dengan oksigen menghasilkan kalsium oksida ($\text{CaO}$) dan kalsium peroksida ($\text{CaO}_2$) tergantung kondisi, namun reaksi yang paling umum adalah pembentukan kalsium oksida: $2\text{Ca} + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{CaO}$. Kalsium juga bereaksi dengan air, meskipun lebih lambat dibandingkan natrium atau kalium, menghasilkan kalsium hidroksida dan gas hidrogen: $\text{Ca} + 2\text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Ca}(\text{OH})_2 + \text{H}_2$.
Secara industri, sifat reaktif atom kalsium digunakan dalam metalurgi, terutama dalam proses reduksi logam seperti uranium dan torium dari oksida atau halidanya. Kemampuan atom ini untuk mendonorkan elektron menjadikannya agen pereduksi yang efektif.
Di luar peran biologis, sifat atom kalsium membentuk dasar bagi banyak material penting. Kalsium karbonat ($\text{CaCO}_3$), yang ditemukan dalam batu kapur, marmer, dan cangkang kerang, adalah salah satu mineral paling melimpah. Ketika dipanaskan, atom karbonat terurai melepaskan $\text{CO}_2$, meninggalkan kalsium oksida (kapur tohor), yang merupakan bahan baku vital dalam industri semen dan konstruksi.
Senyawa kalsium juga berperan dalam kimia lingkungan dan industri pangan. Misalnya, kalsium sulfat ($\text{CaSO}_4$) dikenal sebagai gipsum, material yang mudah diolah dan digunakan untuk papan dinding dan plester. Kompleksitas struktur yang dibentuk oleh ion $\text{Ca}^{2+}$ memastikan bahwa unsur ini tetap menjadi elemen yang tak terpisahkan, baik di dalam sel hidup terkecil maupun dalam infrastruktur terbesar yang dibangun manusia. Memahami konfigurasi dan perilaku atom kalsium adalah kunci untuk memanfaatkan potensinya secara maksimal.