Кальций: строение атома, распространение в природе. Физические и химические
свойства кальция. Добыча и применение кальция
Кальций -
металлический элемент главной подгруппы II группы 4 периода периодической системы
химических элементов. Он относится к семейству щелочноземельных металлов. На
внешнем энергетическом уровне атома Кальция содержится 2 спаренных s-электрона,
которые он способен энергично отдавать при химических взаимодействиях. Таким образом,
Кальций является восстановителем и в своих соединениях имеет степень окисления +2.
В природе Кальций
встречается только в виде солей. Массовая доля Кальция в земной коре - 3,6 %.
Основным природным минералом Кальция кальцит CaCO3 и его
разновидности - известняк, мел, мрамор. Существуют и живые организмы (например,
кораллы), костяк которых состоит преимущественно из кальций карбоната. Также важными
минералами Кальция доломит CaCO3 · MgCO3, флюорит CaF2,
гипс CaSO4 · 2H2O, апатит, полевой шпат и др.
Кальций играет
важную роль в жизнедеятельности живых организмов. Массовая доля Кальция в человеческом
организме составляет 1,4-2 %. Он входит в состав зубов, костей, других тканей
и органов, участвует в процессе свертывания крови, возбуждает сердечную деятельность.
Чтобы обеспечить организм достаточным количеством Кальция, следует обязательно
потреблять молоко и молочные продукты, зеленые овощи, рыбу.
Простое вещество
кальций - это типичный металл серебристо-белого цвета. Он довольно твердый,
пластичный, имеет плотность 1,54 г/см3 и температуру плавления 842
ºС.
Химически кальций
очень активный. При обычных условиях он легко взаимодействует с кислородом и влагой
воздуха, поэтому его хранят в герметически закрытых сосудах. При нагревании
на воздухе кальций загорается и образует оксид:
2Ca + O2 = 2CaO.
С хлором и бромом
кальций реагирует при нагревании, а с фтором - даже на холоде. Продуктами
этих реакций являются соответствующие галогениды, например:
Са + Сl2 = CaСl2.
При нагревании
кальция с серой образуется кальций сульфид:
Ca + S = CaS.
Кальций может реагировать и с другими
неметаллами.
Взаимодействие с водой
приводит к образованию малорозчинного кальций гидроксида и выделения
газуватого водорода:
Ca + 2H2O = Ca(OH)2
+ H2.
Металлический кальций широко
используется. Его используют как розкисник при изготовлении сталей и
сплавов, как восстановитель для добывания некоторых тугоплавких металлов.
Кальций получают
электролизом расплава кальций хлорида. Таким способом кальций был впервые
получен в 1808 году Гемфри Дэви.