Загальна характеристика кальцію
Кальцій - двадцятий елемент Періодичної таблиці. Позначення - Ca від латинського «calcium». Розташований в четвертому періоді, IIА групі. Відноситься до металів. Заряд ядра дорівнює 20.
Кальцій належить до числа найбільш поширених в природі елементів. У земній корі його міститься приблизно 3% (мас.). Він зустрічається у вигляді численних відкладень вапняків і крейди, а також мармуру, які представляють собою природні різновиди карбонату кальцію CaCO3. У великих кількостях зустрічаються також гіпс CaSO4 × 2H2 O, фосфорит Ca3 (PO4) 2 і, нарешті, різні містять кальцій силікати.
У вигляді простого речовини кальцій є ковкий, досить твердий метал білого кольору (рис.1). На повітрі швидко покривається шаром оксиду, а при нагріванні згоряє яскравим червоним полум'ям. З холодною водою кальцій реагує порівняно повільно, але з гарячої води швидко витісняє водень, утворюючи гідроксид.
Мал. 1. Кальцій. Зовнішній вигляд.
Атомна і молекулярна маса кальцію
Відносної молекулярна маса речовини (Mr) - це число, яке показує, у скільки разів маса даної молекули більше 1/12 маси атома вуглецю, а відносна атомна маса елемента (Ar) - у скільки разів середня маса атомів хімічного елемента більше 1/12 маси атома вуглецю.
Оскільки у вільному стані кальцій існує у вигляді одноатомних молекул Ca, значення його атомної і молекулярної мас збігаються. Вони рівні 40,078.
ізотопи кальцію
Відомо, що в природі кальцій може перебувати у вигляді чотирьох стабільних ізотопів 40 Ca, 42 Ca, 43 Ca, 44 Ca, 46 Ca і 48 Ca, з явним переважанням ізотопу 40 Ca (99,97%). Їх масові числа рівні 40, 42, 43, 44, 46 і 48 відповідно. Ядро атома ізотопу кальцію 40 Ca містить двадцять протонів і двадцять нейтронів, а решта ізотопи відрізняються від нього лише числом нейтронів.
Існують штучні ізотопи кальцію з масовими числами від 34-х до 57-ми, серед яких найбільш стабільним є 41 Ca з періодом напіврозпаду рівним 102 тисячі років.
Іони кальцію
На зовнішньому енергетичному рівні атома кальцію є два електрона, які є валентними:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2.
В результаті хімічної взаємодії кальцій віддає свої валентні електрони, тобто є їх донором, і перетворюється в позитивно заряджений іон:
Ca 0 -2e → Ca 2+.
Молекула і атом кальцію
У вільному стані кальцій існує у вигляді одноатомних молекул Ca. Наведемо деякі властивості, що характеризують атом і молекулу кальцію: