Кальций

[calcium] - элемент II группы Периодич. системы, ат. н. 20, ат. м. 40,05; имеет шесть стабильных изотопов, из к-рых наиболее распространен 40Са (96,97 %). Металлич. Са был получен англ. химиком Г. Дэви в 1808 г. Са распространен в земной коре (2,96 мае. %), энергично мигрирует и накапливается в геохимич. системах, образуя 384 минерала. Большая часть Са заключена в полевом шпате-анортите. Огромную роль Са играет в биогенной миграции.
Са серебряно-белый, легкий металл, кристаллическая решетка а-формы Са (устойчивой при обычной темп-ре) ГЦК (а = = 556 пм), ат. радиус 197 пм, ионный 104 пм, у = 1,54 г//см3 (20 °С), /, = 851 "С, t = = 1482 °С с,,_„ю.с. = 623,9 Дж/(кг • К), РМ.С = = 4,6 • 10 Ом • см; а0_300.с = 2,2 • 10 . Са пластичен, хорошо прессуется, прокатывается и поддается обработке резанием.
В соединениях Са двухвалентен и химич. очень активен. На воздухе быстро тускнеет, покрываясь пористым слоем оксида. При 300 'С раздробл. металл горит в кислороде, причем при нагрев. > 300 °С Са связывается с азотом, давая нитрид Ca3N2; при 915 "С с водородом образует гидрид Са2Н. Са разлагает воду на холоду, выделяя водород, во влажном воздухе покрывается слоем гидроксида.
В промышл-ти металлич. кальции получают двумя способами: электролизом расплавл. солей Са и алюмотермич. восстановлением СаО. Электролиз расплава СаС12 и КС1 ведут при 680—720 °С с применением жидкого Си-Са- катода для получения промежуточ. сплава Си-Са (65 % Са) с у = 2,1+2,2 г/см3, благодаря чему он удерживается на подине ванны, не всплывая на поверх-ть расплавл. элек-
тролита. Из Cu-Ca сплава дистиллируют Са при 950-1000 °С в вакууме 13,3-0,133 Па. Бедный кальцием сплав возвращают в электролизер. Содержание активного Са в дистиллиров. металле > 98 %. Алюмотермич. способом получают Са нагреванием брикетир. смеси СаО и порошка А1 при 1170-1260 °С в вакууме 1,33-2,66 Па (0,01—0,02 мм. рт. ст.). Выделяющиеся по реакции:
бСаО + 2А1 = ЗСаО • А12О3 + ЗСаО пары Са конденсир. на хол. поверх-ти в виде плотных и прочных кристаллов, из к-рых после предварит, нагрева можно сразу прессовать стержни и даже получать прокаткой Са-листы. Чистота Са, получаемая алюмо-термич. способом, находится в пределах 98— 99 %, и кол-во важнейших примесей (Al, Mg, Мп) м. б. снижено при повторной возгонке Са.
Применение Са прежде всего осн. на его большой активности к кислороду и галогенам; его используют в кач-ве восстановителя для получения Cr, U, Th из его оксидов; раскислителя и дегазатора для сталей, чугу-нов, бронз и др. Широкое применение Са нашел в сплавах с РЬ для оболочек электрич. кабелей. Сплав Са с Si (силикокальций) при-мен. как раскислитель и дегазатор в произ-ве качественных сталей.