Қосылыстар кальций — әктас, мәрмәр, гипс (сондай-ақ әк — өнім әктасты күйдіру) қолданылған құрылыс ісінде бірнеше мыңжылдық бұрын. Дейін XVIII ғасырдың химиктер деп санаған әк жай денесімен. 1789 жылы А. лавуазье өзара бөліп алады бұл ұсынды, әк, магнезия, барит, глинозем мен кремнезем — күрделі заттар.

Табиғатта таралуы[өңдеу | қайнарын қарау]
Жоғары химиялық белсенділігі кальций бос күйінде табиғатта кездеспейді.

Үлесіне кальций келеді 3,38 % массасын жер қыртысының (5-ші орын таралуы кейін оттегі, кремний, алюминий және темір). Мазмұны элементтің теңіз суында — 400 мг/л[4].

Изотоптар[өңдеу | қайнарын қарау]
Толық мақаласы: кальций Изотоптары
Кальций кездеседі табиғатта түріндегі қоспалар алты изотоптар: 40Ca, 42Ca, 43Ca, 44Ca, 46Ca және 48Ca, олардың арасында ең көп таралған — 40Ca құрайды 96,97 % құрайды. Ядро кальций қамтиды сиқырлы протондар саны: Z = 20. Изотоптар
40
20
Ca20 және
48
20
Ca28 болып табылады екі бес қолданыстағы табиғатта екі рет магических ядролардың.

Алты табиғи изотоптар кальций бес тұрақты. Алтыншы изотоп 48Ca, ең ауыр алты және өте сирек (оның изотопная таралуы тең барлығы 0,187 %), бастан қос бета-ыдырау жартылай ыдырау кезеңі (4,39 ± 0,58)·1019 жыл[5][6][7].

Тау жыныстары және минералдар[היום-מחר
Көп бөлігі кальций бар құрамында силикаттар және алюмосиликаттар түрлі тау жыныстарын (граниттер, гнейсы және т. б.), әсіресе, дала шпате — анортите Ca[Al2Si2O8].

Түрінде шөгінді жыныстардың қосылыстар кальций ұсынылған бормен және известняками тұрған негізінен минералдың кальцита (CaCO3). Кристалды нысаны кальцита — мәрмәр кездеседі, табиғатта өте сирек.

Кеңінен таралған минералдар, кальций, CaCO3 кальцит, ангидрит CaSO4, алебастр CaSO4·0.5H2O және гипс CaSO4·2H2O, флюорит CaF2, апатиты Ca5(PO4)3(F,Cl,OH), доломит MgCO3·CaCO3. Қатысуымен кальций және магний тұздарының табиғи судағы оның қаттылығы анықталады.

Кальций, белсенді қан жер қыртысының накапливающийся түрлі геохимиялық жүйелер құрады 385 минералдар (төртінші орын саны бойынша минералдар).

Көші-қон жер қыртысының[היום-מחר
Табиғи көші-қон кальций елеулі роль атқарады “карбонатное тепе-теңдік” байланысты обратимой реакция өзара іс-қимыл кальций карбонатының сумен және көмірқышқыл газымен білімі бар еритін гидрокарбонаты:

{\displaystyle {\mathsf {CaCO_{3}+H_{2}, O+CO_{2}\rightleftarrows Ca(HCO_{3})_{2}\rightleftarrows Ca^{2+}+2HCO_{3}^{-}}}} {\mathsf {CaCO_{3}+H_{2}, O+CO_{2}\rightleftarrows Ca(HCO_{3})_{2}\rightleftarrows Ca^{{2+}}+2HCO_{3}^{{-}}}}
(тепе-теңдік ауады солға немесе оңға қарай көмірқышқыл газының шоғырлануы).

Үлкен рөл атқарады биогенная көші-қон.

Биосферадағы[היום-מחר
Қосылыстар кальций бар іс жүзінде барлық жануарлар мен өсімдік ұлпаларында (төменде қараңыз). Айтарлықтай саны кальций құрамына тірі организмдердің. Мәселен, гидроксиапатит Ca5(PO4)3OH, немесе, басқа жазбалар 3Ca3(PO4)2·Ca(OH)2 негізі сүйек, омыртқалы, соның ішінде адам; кальций карбонатының CaCO3 тұрады раковиналар және панцири көптеген омыртқасыздар, жұмыртқаның қабығы және т. б. тірі ұлпаларда адам және жануарлар 1,4—2 % Са (салмақтық үлесі бойынша); теле адамның салмағы 70 кг кальций мазмұны — шамамен 1,7 кг (негізінен құрамында жасуша аралық заттар сүйек).

Алу[היום-מחר
Еркін металл кальций алады балқыма электролизімен тұратын CaCl2 (75-80 %) және KCl немесе CaCl2 және CaF2, сондай-ақ алюминотермическим қалпына CaO кезінде 1170-1200 ° {\displaystyle {\mathsf {4CaO+2Al\rightarrow CaAl_{2}O_{4}+3Ca}}} {\mathsf {4CaO+2Al\rightarrow CaAl_{2}O_{4}+3Ca}}

Физикалық қасиеттері[өңдеу | қайнарын қарау]
Металл кальций бар екі аллотропных өндірілмеді. Дейін 443 °C төзімді α-Ca с кубической гранецентрированной тормен (параметрі а = 0,558 нм), жоғары төзімді β-Ca с кубической көлемдік-центрированной тормен үлгідегі α-Fe (параметр a = 0,448 нм). Стандартты энтальпия {\displaystyle \Delta H^{0}} \Delta H^{0} өту α → β құрайды 0,93 кДж/моль.

Кезінде біртіндеп арттыру қысым бастайды таныту қасиеттерін полупроводника, бірақ айналады полупроводником толық мағынада (металмен жоқ болып табылады). Кезде одан әрі арттыру қысым қайтарылады металл жай-күйі мен қасиетін көрсете бастайды сверхпроводящие қасиеттері (температура сверхпроводимости алты есе, сынап, және әлдеқайда асып түседі бойынша өткізгіштігі барлық басқа элементтері). Бірегей мінез-құлық кальций ұқсайды көбінесе стронций (яғни параллель периодтық жүйеде сақталады)[8].

Химиялық қасиеттері[өңдеу | қайнарын қарау]
Кальций — типтік щелочноземельный металл. Химиялық белсенділігі кальций жоғары, бірақ төмен ауыр сілтілі жер металдар. Ол оңай әрекеттеседі оттегі, көмірқышқыл газы және ылғалмен ауа, содан беті металл кальций әдетте тускло-сұр, сондықтан зертханада кальций, әдетте, сақталады, және басқа да сілтілік жер металдар, тығыз жабылған банкі қабаты астында керосин немесе сұйық парафин.

Сонымен қатар, стандартты потенциалдар кальций орналасқан сол жағындағы сутегі. Стандартты электродтық потенциал жұп Ca2+/Ca0 -2,84, сондықтан кальций белсенді әрекет етеді сумен, бірақ жану:

{\displaystyle {\mathsf {Ca+2H_{2}O\rightarrow Ca(OH)_{2}+H_{2}\uparrow .}}} {\mathsf {Ca+2H_{2}O\rightarrow Ca(OH)_{2}+H_{2}\uparrow .}}
Белсенді неметаллами (оттегімен, хлормен, бромом, иодом) кальций жауап қарапайым шарттары кезінде:

{\displaystyle {\mathsf {2Ca+O_{2}\rightarrow 2CaO,}}} {\mathsf {2Ca+O_{2}\rightarrow 2CaO,}}
{\displaystyle {\mathsf {Ca+Br_{2}\rightarrow CaBr_{2}.}}} {\mathsf {Ca+Br_{2}\rightarrow CaBr_{2}.}}
Қыздырғанда ауада немесе әдемілейді кальций тұтанады және жанады қызыл жалынмен жанып, қызғылт сары түспен (“кірпішті-қызыл”). Кем белсенді неметаллами (сутегімен, бормен, көміртегімен, кремний, азот, фосфор және басқа да) кальций күшіне өзара іс-қимыл қыздырғанда, мысалы:

{\displaystyle {\mathsf {Ca+H_{2}\rightarrow CaH_{2},}}} {\mathsf {Ca+H_{2}\rightarrow CaH_{2},}}
{\displaystyle {\mathsf {Ca+6B\rightarrow CaB_{6},}}} {\mathsf {Ca+6B\rightarrow CaB_{6},}}
{\displaystyle {\mathsf {3Ca+N _ _ _ {2}\rightarrow Ca_{3}N _ _ _ {2},}}} {\mathsf {3Ca+N _ _ _ {2}\rightarrow Ca_{3}N _ _ _ {2},}}
{\displaystyle {\mathsf {Ca+2C\rightarrow CaC_{2},}}} {\mathsf {Ca+2C\rightarrow CaC_{2},}}
{\displaystyle {\mathsf {6Ca+P_{4}\rightarrow 2Ca_{3}P_{2}.}}} {\mathsf {6Ca+P_{4}\rightarrow 2Ca_{3}P_{2}.}}
{\displaystyle {\mathsf {2Ca+Si\rightarrow Ca_{2}Si.}}} {\mathsf {2Ca+Si\rightarrow Ca_{2}Si.}}
Сонымен получающихся осы реакциялар фосфида кальций Ca3P2 және силицида кальций Ca2Si, белгілі сондай-ақ, фосфиды кальций құрамын СаР және СаР5 және силицидтер кальций құрамын CaSi, Ca3Si4 және CaSi2.

Ағуы жоғарыда көрсетілген реакциялар, әдетте, бөлінуімен үлкен саны жылу. Барлық қосылыстарында с неметаллами тотығу дәрежесі кальций +2. Көпшілігі қосылыстар кальций неметаллами оңай разлагается сумен, мысалы:

{\displaystyle {\mathsf {CaH_{2}+2H_{2}O\rightarrow Ca(OH)_{2}+2H_{2}\uparrow ,}}} {\displaystyle {\mathsf {CaH_{2}+2H_{2}O\rightarrow Ca(OH)_{2}+2H_{2}\uparrow ,}}}
{\displaystyle {\mathsf {Ca_{3}N _ _ _ {2}+6H_{2}O\rightarrow 3Ca(OH)_{2}+2NH_{3}\uparrow .}}} {\mathsf {Ca_{3}N _ _ _ {2}+6H_{2}O\rightarrow 3Ca(OH)_{2}+2NH_{3}\uparrow .}}
Ион Ca2+ түссіз. Енгізу кезінде жалын еритін кальций тұздары жалын боялады да кірпішті-қызыл түс.

Мұндай кальций тұздары ретінде хлориді CaCl2, бромид CaBr2, иодид CaI2 және нитраты Ca(NO3)2, жақсы растворимы суда. Нерастворимы судағы фторид CaF2, карбонаты CaCO3, сульфаты CaSO4, ортофосфат Ca3(PO4)2, оксалат СаС2О4 және кейбір басқа да.

Маңызы зор, бұл жағдай, айырмашылығы карбонаты СаСО3 кальций, қышқыл кальций карбонаты (гидрокарбонат) Са(НСО3)2 суда ериді. Табиғатта бұл әкеледі мынадай процестер. Кезде суық нөсерлі немесе өзен су, байытылған көмір қышқыл газымен, енеді астында жерге түседі әктас, онда байқалады, оларды еріту, сол жерлерде су, бай гидрокарбонатом кальций шығып, жер беті мен қызады сәулесімен, ағады, кері реакция

{\displaystyle {\mathsf {CaCO_{3}+CO_{2}+H_{2}O\rightleftarrows Ca(HCO_{3})_{2}}}.} {\mathsf {CaCO_{3}+CO_{2}+H_{2}O\rightleftarrows Ca(HCO_{3})_{2}}}.
Осылайша, табиғатта орын ауыстыру үлкен масс заттар. Нәтижесінде жер астында құрылуы мүмкін үлкен қатпарлы қуысы мен салымдар, ал үңгірлерде құрылады әдемі тас “сосульки” — жолдағы бағдаршамдардың түрлері мен ұзындығы әртүрлі.

Болуы суда еріген кальций гидрокарбонаты анықтайды уақытша судың кермектігі. Уақытша оны деп атайды, өйткені қайнатқан кезде су гидрокарбонат разлагается, тұнба түседі СаСО3. Бұл құбылыс әкеледі, мысалы, ол в чайнике уақыт өте келе құрылады қақ.

Қолдану[היום-מחר
Дайындау бөлімінің
Бірақ бұл ұзаққа барған жоқ.
Сіз жасаған жобасы, исправив және дополнив.
Ең бастысы қолдану металл кальций — оның аса алған кезде металдар, әсіресе никель, мыс және тот баспайтын болаттан жасалған. Кальций және оның гидриді пайдаланылады, сондай-ақ алу үшін қиын восстанавливаемых металдар, мысалы, хром, торий және уран.