Часть II. НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

Раздел 13. МЕТАЛЛЫ ГЛАВНЫХ ПОДГРУПП

§ 13.6. Кальций

Распространение в природе. Кальций принадлежит к числу распространенных элементов. Общее содержание его в земной коре составляет 3,6 %. В природе наиболее распространены такие соединения кальция: минерал кальцит СаСО₃ (из него образованы массивы известняка, мрамора и мела), гипс CaSO₄ ∙ 2Н₂О, ангидрит CaSO₄. Кальций в виде фосфата Са₃(РO₄)₂ входит в состав апатитов, фосфоритов и костей животных. Он содержится в природных водах и почве.

Добывания. В промышленности кальций добывают электролизом смеси расплавленных солей: 6 частей хлорида кальция СаСl₂ и 1 часть фторида кальция CaF₂. Последний добавляют для снижения температуры плавления хлорида кальция, при которой проводят электролиз.

Физические свойства. Кальций - серебристо-белый и довольно твердый металл, легкий (густ. 1,55 г/см ). Температуры плавления и кипения выше, чем у щелочных металлов. Природный кальций состоит из смеси шести изотопов с массовыми числами 40 (основной изотоп), 42, 43, 44, 46 и 48. В исследованиях применяют искусственный изотоп ⁴⁵₂₀Са.

Химические свойства. Поскольку в кальция на внешнем энергетическом уровне находится 2 электрона, то его степень окисления во всех соединениях всегда равна +2. На воздухе кальций окисляется, поэтому его хранят в закрытых сосудах, обычно в керосине. По нормальных условий кальций реагирует с галогенами, а с серой, азотом и углем - при нагревании:

Са + Сl₂ = СаСl₂; Оса + N₂ = Ca₃N₂;

Са + S = CaS; Са + 2С = СаС₂.

Как активный металл, вытесняет Са водород из воды:

Са + 2Н₂О = Са(ОН)₂ + Н₂↑.

При нагревании на воздухе сгорает, образуя оксид кальция:

2Са + O₂ = 2СаО.

Кальций с углем образует карбид кальция СаС₂.