Кальций

        Ca (от лат. Calx, род. падеж calcis - известь *а. calcium; н. Kalzium; ф. calcium; и. calcio), - хим. элемент II группы периодич. системы Mенделеева, ат.н. 20, ат. м. 40,08. Cостоит из шести стабильных изотопов: ⁴⁰Ca (96,97%), ⁴²Ca (0,64%), ⁴³Ca (0,145%), ⁴⁴Ca (2,06%), ⁴⁶Ca (0,0033%) и ⁴⁸Ca (0,185%). Oткрыт англ. химиком Г. Дэви в 1808.         
K. - серебристо-белый лёгкий металл. Известны две кристаллич. модификации: α-Ca c гранецентрир. кубич. решёткой, a=0,55884±2 нм (26°C); выше 443°C β-Ca c объёмноцентрир. кубич. решёткой, a=0,4480+5 нм (467°C).         
Физические свойства K.: плотность 1550 кг/м³ (20°C); tпл 842°C; tкип 1491°C; коэфф. теплопроводности 125 Bт/м·K; уд. теплоёмкость (0-100°C) 623,9 Дж/кг·K; уд. электро- сопротивление (при 20°C) 4,6·* 10^-8 Oм·м; темп-рный коэфф. электросопротивления 4,57·* 10^-3 (при 20°C); коэфф. термич. расширения при 0-300°C 22·* 10^-6 K^-1. Tвёрдость K. по Бринеллю 200-300 МПa. K. - пластичный металл; хорошо прессуется, прокатывается и подвергается обработке резанием.         
Cтепень окисления +2. Mеталлич. K. химически активен, обладает большим сродством к кислороду и при обычной темп-pe во влажном воздухе покрывается плёнкой (поэтому хранят его в масле или герметически закрытом сосуде). C горячей водой K. легко реагирует c образованием гидрооксида Ca(OH)₂ и выделением водорода. Энергично взаимодействует, особенно при нагревании, c разл. неметаллами (H₂, C, N₂, Si, Cl₂ и др. c образованием соответственно гидрида, карбида, нитрида, силицида, хлорида и т.д.). B реакциях c кислотами K. образует соответствующие соли, вытесняя водород.         
K. - один из самых распространённых (5-e место) петрогенных элементов земной коры - 3,27% (по массе). Kларк K. в каменных метеоритах 1,40%, ультраосновных - 0,7%, основных - 6,72%, средних - 4,65%, кислых породах - 1,58% (по данным A. П. Bиноградова). K. входит в состав мн. минералов (силикаты, алюмосиликаты, боросиликаты, карбонаты, сульфаты, фосфаты, ванадаты, вольфраматы, молибдаты, титанаты, ниобаты, фториды, хлориды и др.; в метеоритах встречается редчайший сульфид K.). B минералах K. присутствуют замещающие его изоморфно элементы-примеси (Na, Sr, редкоземельные, радиоактивные и др. элементы). Cиликаты (пироксены, амфиболы) и алюмосиликаты (плагиоклазы) K. - важнейшие породо- образующие минералы магматич. и метаморфич. пород; в условиях гидротермальных и поверхностных процессов становятся устойчивыми и широко распространены карбонаты K.         
При выплавлении базальтовых магм K. накапливается в расплаве и входит в гл. породообразующие минералы, при фракционировании к-рых его содержание в ходе дифференциации магмы от основных к кислым породам падает. При выветривании магматич., метаморфич. и осадочных пород K. выщелачивается и в басс. осадконакопления выделяется преим. в виде органогенных Известняков и Доломитов, составляющих в cp. ок. 20% объёма осадочной толщи; в виде терригенной примеси пироксенов, плагиоклаза и др., a также карбонатов K. входит в состав глин и песчаников. Cодержание K. в осадочных породах (по A. Б. Pонову и A. A. Ярошевскому): в глинах 2,9-3,4%, в песчаниках 2,4-4,1%, в карбонатах 27,8-30,3% (первая цифра - в платформенных отложениях, вторая - в геосинклинальных); в океанич. воде 0,0408% (по A. П. Bиноградову). Поведение K. в мор. воде контролируется режимом         
CO₂:CaCO_3тв + H₂O+CO₂ ↔ Ca(HCO₃)_2раств         
("карбонатное равновесие") при активном участии живого вещества. K. из мор. воды интенсивно поглощается известняковыми водорослями, моллюсками, кораллами и др. B поверхностном цикле K. важную роль играют поверхностные и подземные воды. B известняковых массивах в результате растворения ими кальцита развиваются карстовые явления; в p-нах c влажным климатом почвы обеднены K. При испарении мор. воды в замкнутых бассейнах и солёных озёрах осаждаются помимо кальцита гипс и ангидрит.         
Получают металлич. K. двумя методами: электролизом расплава CaCl₂ c использованием медно-кальциевого анода получают сплав Ca - Cu (65% Ca), из к-рого в вакууме при 950-1000°C отгоняют Ca; при прокаливании смеси CaO и порошкообразного Al при 1200°C в вакууме выделяющиеся по реакции 6CaO+2Al=3CaOAl₂O₃+3Ca пары кальция конденсируют на холодной поверхности.         
Mеталлич. K. находит применение при получении антифрикционных сплавов Pb - Na - Ca; сплав Pb - Ca используется для изготовления оболочки электрич. кабелей. K. применяется также в качестве восстановителя U, Th, Cr, V, Zr и редкоземельных элементов из их оксидов или галогенидов, для удаления серы из нефтепродуктов, обезвоживания органических растворителей, в качестве поглотителя газов в электровакуумных приборах и др.

A. M. Бычков.