Кальций – пятый элемент

Из-за высокой химической активности кальций в свободном виде в природе не встречается. На долю кальция приходится 3,4 % массы земной коры, это пятое место после кислорода, кремния, алюминия и железа.

 Соединения кальция – известняк, мрамор, гипс, известь применяются в строительном деле с глубокой древности. Почти до конца 18 века химики считали известь простым веществом. В 1789 году французский химик Антуан Лавуазье предположил, что известь – сложное вещество. И лишь в 1808 году английский химик Хэмфри Дэви выделил элементарный кальций из извести электролитическим методом. Он и предложил название новому элементу – calcium (символ - Ca, от лат. calx – известь). В русском языке укоренился термин – кальций. В Таблице Менделеева кальций занимает клетку № 20 с атомной массой 40, 08 а.е.м.

Гигантские кристаллы селенита (разновидность гипса) CaSO₄·2H₂O (до 15 м в длину). Пещера кристаллов, г. Найка (Мексика). Фото: взято из en.wikipedia.org

Простое вещество кальций - это умеренно твёрдый, очень лёгкий химически активный щёлочноземельный металл серебристо-белого цвета. В земной коре кальций активно мигрирует, накапливаясь в горных породах различного генезиса, образуя 385 минералов. Это 4-е место по количеству образованных минералов с участием одного элемента. По мере движения вглубь Земли кальция становится меньше: в мантии его мало и, вероятно, ещё меньше в ядре. Косвенно об этом можно судить по среднему содержанию кальция в железных метеоритах - лишь 0,02%.

Самыми распространёнными минералами кальция в земной коре являются: кальцит CaCO₃, ангидрит CaSO₄, гипс CaSO₄·2H₂O, флюорит CaF₂, апатит Ca₅(PO₄)₃(F,Cl,OH), доломит MgCO₃·CaCO₃. Присутствием солей кальция и магния в природной воде определяется её жёсткость. Осадочная порода, состоящая только из кальцита, называется известняк. Под действием регионального метаморфизма известняк преобразуется в мрамор.

Известняк — широко распространённая осадочная горная порода, образующаяся при участии живых организмов в морских бассейнах.  Известняками сложены целые горные цепи в Альпах, Крыму, Кавказе, Урале, Сибири и многих других регионах на нашей планете.   

Обнажения известняков в урочище Че-Чкыш; долина Катуни, Алтай. Фото: взято из en.wikipedia.org

Одним из основных строительных материалов, получаемых из известняка, является известняковый щебень, который используется в дорожном строительстве и производстве бетона. В химической и пищевой промышленности известняк используется при производстве соды, минеральных удобрений, стекла, сахара, бумаги.

Чистый металлический кальций широко применяется в металлотермии при получении редкоземельных элементов. Сплавы кальция со свинцом применяются в некоторых видах аккумуляторных батарей. Кальциевые гранулы используются для удаления воздуха из электровакуумных приборов. Изотоп ⁴⁸Ca – эффективный материал при синтезе сверхтяжёлых элементов таблицы Менделеева.

Кальций является одним из наиболее распространенных элементов в космосе. Его присутствие было обнаружено в составе звезд, планет, астероидов и комет. Это связано с тем, что кальций образуется в результате ядерных реакций внутри звезд. Он играет важную роль в формировании планет. Минералы, содержащие кальций, такие как кальцит и апатит, являются важными компонентами горных пород и минералов, обнаруженных на Земле и других планетах. Кальций входит в состав космической пыли, которая рассеяна в межзвездном пространстве. Эта пыль играет ключевую роль в поглощении света и передаче тепла в космосе.