Кальций, свойства атома, химические и физические свойства


Кальций, свойства атома, химические и физические свойства.

 

 

 

Ca 20  Кальций

40,078(4)      1s2s2p3s3p6 4s2

 

Кальций — элемент периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 20. Расположен во 2-й группе (по старой классификации — главной подгруппе второй группы), четвертом периоде периодической системы.

 

Атом и молекула кальция. Формула кальция. Строение кальция

Изотопы и модификации кальция

Свойства кальция (таблица): температура, плотность, давление и пр.

Физические свойства кальция

Химические свойства кальция. Взаимодействие кальция. Реакции с кальцием

Получение кальция

Применение кальция

Таблица химических элементов Д.И. Менделеева

 


Атом и молекула кальция. Формула кальция. Строение кальция:

Кальций (лат. Calcium, от лат. calx (в родительном падеже calcis) – «известь», «мягкий камень») – химический элемент периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с обозначением Ca и атомным номером 20. Расположен в 2-й группе (по старой классификации – главной подгруппе второй группы), четвертом периоде периодической системы.

Кальций – щёлочноземельный металл.

Как простое вещество кальций при нормальных условиях представляет собой мягкий щелочноземельный металл серебристо-белого цвета.

Молекула кальция одноатомна.

Химическая формула кальция Ca.

Электронная конфигурация атома кальция 1s2s2p3s3p6 4s2. Потенциал ионизации атома кальция равен 6,11 эВ (589,4 кДж/моль).

Строение атома кальция. Атом кальция состоит из положительно заряженного ядра (+19), вокруг которого по четырем оболочкам движутся 20 электронов. При этом 18 электронов находятся на внутреннем уровне, а 2 электрона – на внешнем. Поскольку кальций расположен в четвертом периоде, оболочек всего четыре. Первая – внутренняя оболочка представлена s-орбиталью. Вторая и третья – внутренние оболочки представлена s- и р-орбиталями. Четвертая – внешняя оболочка представлена s-орбиталью. На внешнем энергетическом уровне атома кальция – на 4s-орбитали находится два спаренных электрона. В свою очередь ядро атома кальция состоит из 20 протонов и 20 нейтронов. Кальций относится к элементам s-семейства.

Радиус атома кальция составляет 197 пм.

Атомная масса атома кальция составляет 40,078(4) а. е. м.

Кальций – седьмой по распространённости элемент в земной коре. Содержание его в земной коре составляет 1,5 %, в океанах и морях – 0,042 %.

Кальций очень легко вступает в химические реакции.

 






Изотопы и модификации кальция:

 


Свойства кальция (таблица): температура, плотность, давление и пр.:


Общие сведения

 
Название Кальций/ Calcium
Символ Ca
Номер в таблице 20
Тип Металл
Открыт Хемфри Дэви, Англия, 1808 г.
Внешний вид и пр. Умеренно твёрдый, серебристо-белый металл
Содержание в земной коре 5,0 %
Содержание в океане 0,00042 %





Свойства атома

 
Атомная масса (молярная масса) 40,078(4) а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация 1s2s2p3s3p6 4s2
Радиус атома 197 пм

Химические свойства

 
Степени окисления +2
Валентность +2
Ковалентный радиус 174 пм
Радиус иона (+2e) 99 пм
Электроотрицательность 1,0 (шкала Полинга)
Энергия ионизации (первый электрон) 589,4 кДж/моль (6,11 эВ)
Электродный потенциал -2,76 В

Физические свойства

Плотность (при  нормальных условиях) 1,55 г/см3
Температура плавления 838,85 °C (1115 K)
Температура кипения 1483,85 °C (1757 K)
Уд. теплота плавления 9,20 кДж/моль
Уд. теплота испарения 153,6 кДж/моль
Молярная теплоёмкость 25,9 Дж/(K·моль)
Молярный объём 29,9 см³/моль
Теплопроводность (при 300 K) 201,0 Вт/(м·К)
Электропроводность в твердой фазе 29х10См/м
Сверхпроводимость при температуре
Твёрдость 1,75 по шкале Мооса
Структура решётки кубическая гранецентрированная
Параметры решётки 5,580 Å
Температура Дебая 230 K
Конденсат Бозе-Эйнштейна 40Ca

 


Физические свойства кальция:

 

Химические свойства кальция. Взаимодействие кальция. Реакции с кальцием:

1. Реакция взаимодействия кальция и серы:

Ca + S → CaS (t = 150 °C).

В результате реакции образуется сульфид кальция.

2. Реакция взаимодействия кальция и фтора:

Ca + F2 → CaF2.

В результате реакции образуется фторид кальция.

3. Реакция взаимодействия кальция и брома:

Ca + Br2 → CaBr2 (t = 200-400 °C).

В результате реакции образуется бромид кальция.

4. Реакция взаимодействия кальция и водорода:

Ca + H2 → CaH2 (t = 500-700 °C).

В результате реакции образуется гидрид кальция.

5. Реакция взаимодействия кальция и фтора:

Ca + F2 → CaF2.

В результате реакции образуется фторид кальция.

6. Реакция взаимодействия кальция и хлора:

Ca + Cl2 → CaCl2 (t = 200-400 °C).

В результате реакции образуется хлорид кальция.

7. Реакция взаимодействия кальция и иода:

Ca + I2 → CaI2 (t = 200-400 °C).

В результате реакции образуется иодид кальция.

8. Реакция взаимодействия кальция и азота:

3Ca + N2 → Ca3N2 (t = 200-450 °C).

В результате реакции образуется нитрид кальция.

9. Реакция взаимодействия кальция и красного фосфора:

3Ca + 2P → Ca3P2 (t = 350-400 °C).

В результате реакции образуется фосфид кальция.

10. Реакция взаимодействия кремния и кальция:

Si + Ca → CaSi (t°).

В результате реакции образуется силицид кальция. Реакция протекает при сплавлении реакционной смеси.

11. Реакция взаимодействия углерода и кальция:

2C + Ca → CaC2 (t = 550 °C).

В результате реакции образуется карбид кальция.

12. Реакция взаимодействия кремния и кальция:

2Si + Ca → CaSi2 (t°),

Si + 2Ca → Ca2Si (t°),

Si + Ca → CaSi (t°).

В результате реакции образуется силицид кальция.

13. Реакция взаимодействия кальция и кислорода:

2Ca + O2 → 2CaO (t = 300 °C).

Данная реакция представляет собой сжигание кальция на воздухе. В результате реакции образуется оксид кальция.

14. Реакция взаимодействия кальция и воды:

2Ca + H2O → CaO + CaH2 (t = 200-300 °C),

Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2.

В результате реакции образуются в первом случае – оксид кальция и гидрид кальция, во втором – гидроксид кальция и водород.

15. Реакция взаимодействия кальция и оксида хлора:

Ca + 2ClO2 → Cl2O3 + CaO (t = 900-950 °C).

В результате реакции образуются триоксид дихлора и оксид кальция.

16. Реакция взаимодействия оксида магния и кальция:

MgO + Ca → CaO + Mg (t = 1300 °C).

В результате реакции образуются оксид кальция и магния.

17. Реакция взаимодействия кальция и оксида углерода:

5Ca + 2CO2 → CaC2 + 4CaO (t = 500 °C).

В результате реакции образуются карбид кальция и оксид кальция.

18. Реакция взаимодействия оксида ванадия и кальция:

V2O5 + 5Ca → 2V + 5CaO (t = 950 °C),

V2O3 + 3Ca → 3CaO + 2V (t°).

В результате реакции образуются ванадий и оксид кальция.

19. Реакция взаимодействия оксида празеодима и кальция:

Pr2O3 + 3Ca → 3CaO + 2Pr (t°).

В результате реакции образуются празеодим и оксид кальция.

20. Реакция взаимодействия оксида неодима и кальция:

Nd2O3 + 3Ca → 3CaO + 2Nd (t = 1000-1100 °C).

В результате реакции образуются оксид кальция и неодим. Реакция протекает при температуре 1000-1100°C.

21. Реакция взаимодействия оксида самария и кальция:

Sm2O3 + 3Ca → 3CaO + 2Sm (t = 1000-1100 °C).

В результате реакции образуются оксид кальция и самарий.

22. Реакция взаимодействия оксида европия и кальция:

Eu2O3 + 3Ca → 3CaO + 2Eu (t = 1000-1100 °C).

В результате реакции образуются оксид кальция и европий.

23. Реакция взаимодействия оксида гадолиния и кальция:

Gd2O3 + 3Ca → 3CaO + 2Gd (t = 1000-1100 °C).

В результате реакции образуются оксид кальция и гадолиний.

24. Реакция взаимодействия оксида тербия и кальция:

Tb2O3 + 3Ca → 3CaO + 2Tb (t = 1000-1100 °C).

В результате реакции образуются оксид кальция и тербий.

25. Реакция взаимодействия оксида диспрозия и кальция:

Dy2O3 + 3Ca → 3CaO + 2Dy (t = 1000-1100 °C).

В результате реакции образуются оксид кальция и диспрозий.

26. Реакция взаимодействия оксида гольмия и кальция:

Ho2O3 + 3Ca → 3CaO + 2Ho (t = 1000-1100 °C).

В результате реакции образуются оксид кальция и гольмий.

27. Реакция взаимодействия оксида эрбия и кальция:

Er2O3 + 3Ca → 3CaO + 2Er (t = 1000-1100 °C).

В результате реакции образуются оксид кальция и эрбий.

28. Реакция взаимодействия оксида иттербия и кальция:

Yb2O3 + 3Ca → 3CaO + 2Yb (t = 1000-1100 °C).

В результате реакции образуются оксид кальция и иттербий.

29. Реакция взаимодействия оксида лютеция и кальция:

Lu2O3 + 3Ca → 3CaO + 2Lu (t = 1000-1100 °C).

В результате реакции образуются оксид кальция и лютеций.

30. Реакция взаимодействия оксида хрома и кальция:

Cr2O3 + 3Ca → 2Cr + 3CaO (t =700-800°C).

В результате реакции образуются хром и оксид кальция.

31. Реакция взаимодействия кальция и азотной кислоты:

4Ca + 10HNO3 → 4Ca(NO3)2 + N2O + 5H2O.

В результате реакции образуются нитрат кальция, оксид азота и вода. В ходе химической реакции используется разбавленная азотная кислота.

32. Реакция взаимодействия кальция и ортофосфорной кислоты:

2H3PO4 + 3Ca → Ca3(PO4)2 + 3H2.

В результате реакции образуются фосфат кальция и водород.

Аналогичные операции протекают и с другими кислотами.

33. Реакция взаимодействия кальция и аммиака:

Ca + 2NH3 → Ca(NH2)2 + H2 (t = -40 °C, kat = Pt, Fe),

Ca + 6NH3 → [Ca(NH3)6] (t = -40 °C),

6Ca + 2NH3 → Ca3N2 + 3CaH2 (t = 600-650 °C).

В результате реакции образуются в первом случае – амид кальция и водород, во втором – гексааммин кальция, в третьем – нитрид кальция и гидрид кальция. В ходе реакции используется жидкий аммиак. Во втором случае реакция протекает в атмосфере аргона.

34. Реакция взаимодействия кальция и метана:

5Ca + 2CH4 → CaC2 + 4CaH2 (t = 800 °C).

В результате реакции образуются карбид кальция и гидрид кальция.

35. Реакция взаимодействия кальция и гидроксида натрия:

3Ca + 4NaOH → 3CaO + Na2O + 2Na + 2H2 (t = 600 °C).

В результате реакции образуются оксид кальция, оксид натрия, натрий и водород.

36. Реакция взаимодействия фторида иттрия и кальция:

2YF3 + 3Ca → 3CaF2 + 2Y.

В результате реакции образуются фторид кальция и иттрий.

37. Реакция взаимодействия хлорида церия и кальция:

2CeCl3 + 3Ca → 3CaCl2 + 2Ce (t = 550-850°C).

В результате реакции образуются хлорид кальция и церий.

38. Реакция взаимодействия хлорида празеодима и кальция:

2PrCl3 + 3Ca → 3CaCl2 + 2Pr (t = 550-850°C).

В результате реакции образуются хлорид кальция и празеодим.

39. Реакция взаимодействия хлорида неодима и кальция:

2NdCl3 + 3Ca → 3CaCl2 + 2Nd (t = 550-850°C).

В результате реакции образуются хлорид кальция и неодим.

40. Реакция взаимодействия хлорида европия и кальция:

2EuCl3 + 3Ca → 3CaCl2 + 2Eu (t = 550-850°C).

В результате реакции образуются хлорид кальция и европий.

40. Реакция взаимодействия хлорида самария и кальция:

2SmCl3 + 3Ca → 3CaCl2 + 2Sm (t = 550-850°C).

В результате реакции образуются хлорид кальция и самарий.

41. Реакция взаимодействия хлорида гадолиния и кальция:

2GdCl3 + 3Ca → 3CaCl2 + 2Gd (t = 550-850°C).

В результате реакции образуются хлорид кальция и гадолиний.

42. Реакция взаимодействия хлорида тербия и кальция:

2TbCl3 + 3Ca → 3CaCl2 + 2Tb (t = 550-850°C).

В результате реакции образуются хлорид кальция и тербий.

43. Реакция взаимодействия хлорида диспрозия и кальция:

2DyCl3 + 3Ca → 3CaCl2 + 2Dy (t = 550-850°C).

В результате реакции образуются хлорид кальция и диспрозий.

44. Реакция взаимодействия хлорида гольмия и кальция

2HoCl3 + 3Ca → 3CaCl2 + 2Ho (t = 550-850°C).

В результате реакции образуются хлорид кальция и гольмий.

45. Реакция взаимодействия хлорида эрбия и кальция:

2ErCl3 + 3Ca → 3CaCl2 + 2Er (t = 550-850°C).

В результате реакции образуются хлорид кальция и эрбий.

46. Реакция взаимодействия хлорида иттербия и кальция:

2YbCl3 + 3Ca → 3CaCl2 + 2Yb (t = 550-850°C).

В результате реакции образуются хлорид кальция и иттербий.

47. Реакция взаимодействия хлорида лютеция и кальция:

2LuCl3 + 3Ca → 3CaCl2 + 2Lu (t = 550-850°C).

В результате реакции образуются хлорид кальция и лютеций.

48. Реакция взаимодействия хлорида хрома и кальция:

2CrCl3 + 3Ca → 2Cr + 3CaCl2 (t = 900-1000°C).

В результате реакции образуются хром и хлорид кальция. Реакция протекает в атмосфере аргона.

49. Реакция взаимодействия фторида скандия и кальция:

2ScF3 + 3Ca → 2Sc + 3CaF2 (t = 800-850°C).

В результате реакции образуются скандий и фторид кальция.

50. Реакция взаимодействия хлорида цезия и кальция:

2CsCl + Ca → CaCl2 + 2Cs (t°).

В результате реакции образуются хлорид кальция и цезий.

 


Получение кальция:

 

Применение кальция:

 

Таблица химических элементов Д.И. Менделеева

 

  1. 1. Водород
  2. 2. Гелий
  3. 3. Литий
  4. 4. Бериллий
  5. 5. Бор
  6. 6. Углерод
  7. 7. Азот
  8. 8. Кислород
  9. 9. Фтор
  10. 10. Неон
  11. 11. Натрий
  12. 12. Магний
  13. 13. Алюминий
  14. 14. Кремний
  15. 15. Фосфор
  16. 16. Сера
  17. 17. Хлор
  18. 18. Аргон
  19. 19. Калий
  20. 20. Кальций
  21. 21. Скандий
  22. 22. Титан
  23. 23. Ванадий
  24. 24. Хром
  25. 25. Марганец
  26. 26. Железо
  27. 27. Кобальт
  28. 28. Никель
  29. 29. Медь
  30. 30. Цинк
  31. 31. Галлий
  32. 32. Германий
  33. 33. Мышьяк
  34. 34. Селен
  35. 35. Бром
  36. 36. Криптон
  37. 37. Рубидий
  38. 38. Стронций
  39. 39. Иттрий
  40. 40. Цирконий
  41. 41. Ниобий
  42. 42. Молибден
  43. 43. Технеций
  44. 44. Рутений
  45. 45. Родий
  46. 46. Палладий
  47. 47. Серебро
  48. 48. Кадмий
  49. 49. Индий
  50. 50. Олово
  51. 51. Сурьма
  52. 52. Теллур
  53. 53. Йод
  54. 54. Ксенон
  55. 55. Цезий
  56. 56. Барий
  57. 57. Лантан
  58. 58. Церий
  59. 59. Празеодим
  60. 60. Неодим
  61. 61. Прометий
  62. 62. Самарий
  63. 63. Европий
  64. 64. Гадолиний
  65. 65. Тербий
  66. 66. Диспрозий
  67. 67. Гольмий
  68. 68. Эрбий
  69. 69. Тулий
  70. 70. Иттербий
  71. 71. Лютеций
  72. 72. Гафний
  73. 73. Тантал
  74. 74. Вольфрам
  75. 75. Рений
  76. 76. Осмий
  77. 77. Иридий
  78. 78. Платина
  79. 79. Золото
  80. 80. Ртуть
  81. 81. Таллий
  82. 82. Свинец
  83. 83. Висмут
  84. 84. Полоний
  85. 85. Астат
  86. 86. Радон
  87. 87. Франций
  88. 88. Радий
  89. 89. Актиний
  90. 90. Торий
  91. 91. Протактиний
  92. 92. Уран
  93. 93. Нептуний
  94. 94. Плутоний
  95. 95. Америций
  96. 96. Кюрий
  97. 97. Берклий
  98. 98. Калифорний
  99. 99. Эйнштейний
  100. 100. Фермий
  101. 101. Менделеевий
  102. 102. Нобелий
  103. 103. Лоуренсий
  104. 104. Резерфордий
  105. 105. Дубний
  106. 106. Сиборгий
  107. 107. Борий
  108. 108. Хассий
  109. 109. Мейтнерий
  110. 110. Дармштадтий
  111. 111. Рентгений
  112. 112. Коперниций
  113. 113. Нихоний
  114. 114. Флеровий
  115. 115. Московий
  116. 116. Ливерморий
  117. 117. Теннессин
  118. 118. Оганесон

 

Таблица химических элементов Д.И. Менделеева

 

Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com

 






















карта сайта

кальций атомная масса степень окисления валентность плотность температура кипения плавления физические химические свойства структура теплопроводность электропроводность кристаллическая решетка
атом нарисовать строение число протонов в ядре строение электронных оболочек электронная формула конфигурация схема строения электронной оболочки заряд ядра состав масса орбита уровни модель радиус энергия электрона переход скорость спектр длина волны молекулярная масса объем атома
электронные формулы сколько атомов в молекуле кальция
сколько электронов в атоме свойства металлические неметаллические термодинамические