ПОСІБНИК З ХІМІЇ ДЛЯ ВСТУПНИКІВ ДО ВИЩИХ НАВЧАЛЬНИХ ЗАКЛАДІВ

Частина II. НЕОРГАНІЧНА ХІМІЯ

Розділ 13. МЕТАЛИ ГОЛОВНИХ ПІДГРУП

§ 13.6. Кальцій

Поширення у природі. Кальцій належить до поширених елементів. Загальний вміст його в земній корі становить 3,6 %. У природі найбільш розповсюджені такі сполуки кальцію: мінерал кальцит СаСО₃ (з нього утворені масиви вапняку, мармуру і крейди), гіпс CaSO₄ ∙ 2Н₂О, ангідрит CaSO₄. Кальцій у вигляді фосфату Са₃(РO₄)₂ входить до складу апатитів, фосфоритів і кісток тварин. Він міститься у природних водах і ґрунті.

Добування. У промисловості кальцій добувають електролізом суміші розплавлених солей: 6 частин хлориду кальцію СаСl₂ і 1 частина фториду кальцію CaF₂. Останній додають для зниження температури плавлення хлориду кальцію, за якої проводять електроліз.

Фізичні властивості. Кальцій — сріблясто-білий і досить твердий метал, легкий (густ. 1,55 г/см). Температури плавлення і кипіння вищі, ніж у лужних металів. Природний кальцій складається із суміші шести ізотопів з масовими числами 40 (основний ізотоп), 42, 43, 44, 46 і 48. В дослідженнях застосовують штучний ізотоп⁴⁵₂₀Са.

Хімічні властивості. Оскільки у кальцію на зовнішньому енергетичному рівні розташовано 2 електрони, то його ступінь окиснення у всіх сполуках завжди дорівнює +2. На повітрі кальцій окиснюється, тому його зберігають у закритих посудинах, звичайно в гасі. За нормальних умов кальцій реагує з галогенами, а із сіркою, азотом і вугіллям — при нагріванні:

Са + Сl₂ = СаСl₂; ЗСа + N₂ = Ca₃N₂;

Са + S = CaS; Са + 2С = СаС₂.

Як активний метал, Са витісняє водень з води:

Са + 2Н₂О = Са(ОН)₂ + Н₂ ↑.

При нагріванні на повітрі згоряє, утворюючи оксид кальцію:

2Са + O₂ = 2СаО.

Кальцій з вугіллям утворює карбід кальцію СаС₂.