Кальций

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 является кальцит CaCO3 и его разновидности — известняк, мел, мрамор. Существуют и живые организмы (например, кораллы), костяк которых состоит преимущественно из кальция карбоната. Также важными минералами кальция является доломит CaCO3 · MgCO3, флюорит CaF2, гипс CaSO4 · 2H2O, апатит, полевой шпат и т.д..

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 достаточно твердый, пластичный, имеет плотность 1,54 г/см3 и температуру плавления 842 º С.

Химически кальций очень активен. 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:

Сa + 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 малорастворимого кальций гидроксида и выделения газовать водорода:

Ca + 2H2O = Ca(OH)2 + H2.

Металлический кальций широко используется. Его используют как розкисник при изготовлении сталей и сплавов, как восстановитель для получения некоторых тугоплавких металлов.

Кальций получают электролизом расплава хлорида кальция. Таким способом кальций был впервые получен в 1808 году Гемфри Дэви.