Кальций – полезные свойства и особенности металла

Кальций – полезные свойства и особенности металла

Этот химический элемент жизненно важен в буквальном смысле: из него состоят наши кости и зубы. Кальций – это также морские раковины, цветные мелки, сталактиты и сталагмиты в пещерах.

Кальций

Что представляет собой

Кальций – это химический элемент периодической системы Д. И. Менделеева под №20. Мягкий серебристо-белый металл блестит, но затем тускнеет под пленкой-оксидом.

Состоит из шести стабильных изотопов, при этом 97% состава приходится на Ca40.

Относится к щелочноземельным металлам.

Международное обозначение – Calcium (Ca).

История

Применение кальциевых минералов – мрамора, гипса, известняка – исчисляется тысячелетиями.

Гипс

Чистый металл первым в истории получил британский химик Гемфри Дэви (1808 год). Для этого он применил электролиз к смеси из оксида ртути и мокрой гашеной извести. Получив амальгаму, отделил ртуть.

Он же предложил латинское название элемента: calcis означает мягкий камень, известка.

украшения с натуральными камнями

Большой выбор украшений из натуральных камней и минералов со скидкой -50%

Физико-химические характеристики

Кальций представлен двумя модификациями кубической решетки: с гране- и объемноцентрированной структурой.

Кальций металл

Металл наделен многими достоинствами: пластичен, режется ножом, обрабатывается прессованием, прокаткой.

Химические свойства проявляются при нагревании:

  • Взаимодействие с горячей водой приводит к образованию водородного «фонтана». Но реакция проходит без взрывов или горения.
  • Взаимодействует с кислотами, неметаллами, образуя соединения.
  • Даже при комнатной температуре во влажном микроклимате покрывается пленкой.

Нагреваясь в кислороде либо на воздухе, кальций, его растворимые соли горят. Пламя получается красно-оранжевым. По цвету его легко отличить от других металлов.

Кальций в атмосфере аргона

Химическая активность вещества зашкаливает. Для устранения этого недостатка металл хранят в керосине, растопленном парафине либо закупоренном сосуде.

Читать статью  Таблица менделеева и ряд активности металлов
Свойства атома
Название, символ, номер Ка́льций/Calcium (Ca), 20
Атомная масса
(молярная масса)
40,078(4) а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация [Ar] 4s2
Радиус атома 197 пм
Химические свойства
Ковалентный радиус 174 пм
Радиус иона (+2e) 99 пм
Электроотрицательность 1,00 (шкала Полинга)
Электродный потенциал −2,76 В
Степени окисления 2
Энергия ионизации
(первый электрон)
589,4 (6,11) кДж/моль (эВ)
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.) 1,55 г/см³
Температура плавления 1112 К; 838,85 °C
Температура кипения 1757 К; 1483,85 °C
Уд. теплота плавления 9,20 кДж/моль
Уд. теплота испарения 153,6 кДж/моль
Молярная теплоёмкость 25,9 Дж/(K·моль)
Молярный объём 29,9 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки кубическая гранецентрированная
Параметры решётки 5,580 Å
Температура Дебая 230 K
Прочие характеристики
Теплопроводность (300 K) (201) Вт/(м·К)
Номер CAS 7440-70-2

Уникальные свойства кальция как металла проявляются при усилении давления.

Под давлением он ведет себя как полупроводник, затем как металл, потом подобно сверхпроводнику. По проводимости в разы превосходит все химические элементы (например, ртуть – вшестеро).

Присутствие в природе

Кальций – третий по распространенности в земной коре среди металлов, пятый среди всех элементов. Четвертый по количеству минералов (385).

Однако высокая химическая активность исключает присутствие элемента в свободном виде:

  • Это компонент минералов и соединений. Самые распространенные минералы – гипс, кальцит, алебастр, флюорит, апатит, доломит. Апатит
  • Из кальцита состоит известняк. Метаморфизм превращает его в мрамор. Самая известная разновидность известняка – мел. Горная порода кальцит

Вещество с формулой СаСО3 – обычный мел.

  • Щелочноземельный металл обнаружен в каменных метеоритах – как почти ненаходимые на земле сульфиды.

Тонна земной коры содержит 32,7 кг кальция, литр морской воды – 410 мг.

Из морской воды кальций как строительный материал вытаскивают моллюски, кораллы.

Читать статью  Серебро (металл): свойства, фото. Как определить серебро

Концентрацией кальция в составе определяется степень жесткости воды.

Технология получения

Конечный продукт промышленного производства – металлический кальций.

Металлический Кальций

Получение металла проходит двумя методами:

Источник https://jgems.ru/metally/kaltsij

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *