План лекции: Международная система единиц Атомно-молекулярное учение Стехиометрия химических реакций

4.3 Подгруппа кальция
Кальций Са, стронций Sr, барий Ва и радий Ra в отличие от ранее рассмотренных элементов имеют относительно большие атомные ра­диусы и низкие значения потенциалов ионизации. Поэтому в условиях химического взаимодействия кальций и его аналоги легко теряют валентные электроны и образуют простые ноны Э²⁺.
В земной коре кальций находится в виде смеси шести, стронций — четырех, барий — семи стабильных изотопов, из которых наиболее распространены ⁴⁰Са (96,97%), ⁸⁸Sr (82,56%) и ¹³⁸Ва (71,66%). Радий устойчивых изотопов не имеет.
Кальций — один из наиболее распространенных элементов на Зем­ле (2,0%). Большая его часть содержится в виде силикатов и алюмосиликатов в изверженных горных породах (граниты, гнейсы и др.). Из других пород наиболее распространены известняк и мел, состоящие в основном из минерала кальцита СаСО₃. Значительно реже встречается окристаллизованная форма смеси кальцита и доломита — мрамор. Широко распространены ангидрит CaSO₄ и гипс CaSO₄*2Н₂О. Важны для промышленности минералы флюорит CaF₂, апатит Са₅(РО₄)₃(F, C1, ОН) и др. В качестве продуктов выветрива­ния минералов соединения кальция содержатся в большинстве при­родных вод и в основном обусловливают их жесткость.
Важнейшие минералы стронция и бария: стронцианит SrCO₃, витерит ВаСО₃, целестин SrSO_s, барит (тяжелый шпат) BaSO₄. Радий встречается в урановых рудах.
Простые вещества. В виде простых веществ кальций и его ана­логи — серебристо-белые металлы. На воздухе, правда, они тотчас покрываются желтоватой пленкой продуктов взаимодействия с состав­ными частями воздуха. Кальций довольно тверд, стронций и барий мягче. Барий в этом отношении напоминает свинец.
Кальций, стронций и барий энергично взаимодействуют с активными неметаллами уже при обычных условиях. С менее активными (азот, водород, углерод, кремний) они реагируют при нагревании. Активность в ряду кальций - стронций – барий возрастает. При нагревании с другими металлами образуют интерметаллические соединения.
В ряду напряжений металлов они находятся далеко впереди водорода. В воде растворяются, образуя гидроксиды.
Кальций и стронций получают электролизом их расправленных хлоридов. Барий высокой чистоты получают алюминотермическим методом из ВаО.