Атомно-молекулярное учение и его законы

Нахождение в природе. Содержание кальция в земной коре составляет 3,3 %. Наиболее распространенными его соедлнениями являются минерал кальцит СаСО₃ (главная составная часть известняка, мела и мрамора) и прозрачная разновидность кальцита — исландский шпат. Карбонат кальция входит также в состав минерала доломита СаСО₃·МgСО₃. Часто встречаются залежи сульфата кальция в виде минерала гипса СаSO₄·2Н₂О, фосфата кальция — в виде минералов фосфорита Сa₃(РО₄)₂ и апатита 3Са₃(РО₄)₂·СаF₂ (или Са₅(РO₄)₃F), фторида кальция — в виде минерала плавикового шпата СаF₂, и нитрата кальция — в виде кальциевой, или норвежской, селитры Са(NО₃)₂. Кальций входит также в состав многих алюмосиликатов, в частности полевых шпатов.
Физические свойства. Кальций — серебристо-белый ковкий металл, который плавится прп температуре 850 С и кипит при 1482 С. Он значительно тверже щелочных металлов.
Химические свойства. Кальций — активный металл. Так, при обычных условиях он легко взаимодействует с кислородом воздуха и галогенами:
2 Са + О₂ = 2 СаО (оксид кальция)
Са + Вr₂ = СаВr₂ (бромид кальция)
С водородом, азотом, серой, фссфором, углеродом и другими неметаллами кальций реагирует при нагревании:
Са + Н₂ = СаН₂ (гидрид кальция)
3 Са + N₂ = Са₃N₂ (нитрид кальция)
Са + S = СаS (сульфид кальция)
3 Са + 2 Р = Са₃Р₂ (фосфид кальция)
Са + 2 С = СаС₂ (карбид кальция)
С холодной водой кальций взаимодействует медленно, а с горичей — очень энергично:
Са + 2 Н₂О = Са(ОН)₂ + Н₂
Кальций может отнимать кислород или галогены от оксидов и галогенидов менее активных металлов, т. е. обладает восстановительными свойствами:
5 Са + Nb₂О₅ = СаО + 2 Nb
5 Са + 2 NbСl₅ = 5 СаСl₂ + 2 Nb
Получение. Металлический кальций получают электролизом его расплавленных солей. Электролитом служит расплавленная смесь СаCl₂ и СаF₂ в соотношении 3: 1 по массе. Фторид кальция прибавляют для понижения температуры плавления смеси. Применение. Кальций применяют в металлургии для очистки чугуна и стали от оксидов, а также в производстве многих редких металлов (Тl, Zг, Нf, Nb, Та и др.) как восстановитель этих металлов из их оксидов и хлоридов. Сплав кальция со свинцом используют для изготовления подшипников и оболочек кабелей.