Строение атома кальция
Кальций (Ca) представляет собой щелочноземельный металл, содержащийся в минералах. Благодаря строению атома кальций проявляет активные восстановительные свойства. Он играет важную роль в метаболизме и построении тела.
Строение
Кальций — двадцатый элемент периодической таблицы. Он во второй группе, четвертый период. Относится к элементам s-семейства. Электронная структура атома кальция 1s22s22p63s23p64s2 или +20 Ca)2)8)8)2.
Рис. 1. Кальций в периодической таблице.
Ядро атома содержит 20 протонов и 20 нейронов и имеет положительный заряд +20. Вокруг ядра по четырем орбитам движется 20 электронов. На последнем s энергетическом уровне находятся два спаренных электрона, поэтому валентная константа кальция равна II.
В соединениях атом кальция отдает два электрона, действуя как восстановитель. Степень окисления кальция +2.
Рис. 2. Строение атома.
Кальций не может перейти в возбужденное состояние.
Общее описание
Основным источником кальция является карбонат кальция — CaCO3, который является основным соединением в известняке, меле и мраморе. Кальций также входит в состав доломита, гипса, апатита, шпата и других полезных ископаемых.
Кальций — серебристый металл с температурой плавления 854°C. При высоком давлении проявляет свойства полупроводника. Легко окисляется на воздухе.
Рис. 3. Кальций.
Кальций получают электролизом расплавленного хлорида кальция — CaCl2.
Химические свойства
Строение атома определяет химические свойства элемента. Кальций активно реагирует с простыми и сложными веществами. Благодаря способности быстро связывать кислород, образуя на поверхности оксидную пленку, кальций хранят под слоем парафина или керосина в герметично закрытой таре. Основные реакции кальция с элементами и соединениями приведены в таблице.
|
Взаимодействие |
Продукты |
Уравнение |
|
С кислородом при нагревании (реакция горения) |
оксид кальция (негашеная известь) |
2Са + О2 → 2СаО |
|
С большинством неметаллов при нагревании |
Соль |
– Ca+S → CaS; – Са + Br2 → CaBr2; – 3Ca + N2 → Ca3N2; – Са+2С → СаС2; – 2Ca + Si → Ca2Si; – Са + Cl2 → CaCl2 |
|
С фтором даже на морозе |
Фторид кальция |
Са + F2 → CaF2 |
|
С водой |
Гидроксид кальция (гашеная или каустическая известь) выпадает в осадок, выделяется водород |
Ca + 2H2O → Ca(OH)2↓ + H2↑ |
|
С кислотами |
Соль |
Ca + 2HCl → CaCl2 + H2↑ |
Большинство солей кальция (фторид, сульфат, карбонат кальция) не растворяются в воде. Хорошо растворимы бромид (CaBr2), хлорид (CaCl2), йодид (CaI2), нитрат (Ca(NO3)2) кальция.
Элемент в составе соединений используется в строительстве, пищевой и химической промышленности, медицине.