[Właściwości] [Otrzymywanie] [Związki] [Izotopy]

Najpospolitsza struktura krystaliczna pierwiastka
Nazwa Wapń
Nazwa łacińska _____
Symbol Ca
Liczba atomowa 20
Masa atomowa 40,08
Temperatura topnienia 839°C
Temperatura wrzenia 1484°C
Gęstość względna 1,54 (20°C)
Stopnie utlenienia II
Konfiguracja elektronowa [Ar]4s2


_____Związki wapnia występują niemal wszędzie, od kredy do zębów i kości. Wapń zajmuje piąte miejsce, jeżeli chodzi o zawartość w skorupie ziemskiej. Wapń nie występuje jednak w przyrodzie w stanie wolnym.
_____Miękki, srebrzystobiały metal. Wapń jest pierwiastkiem nietrwałym, który łatwo reaguje z innymi substancjami, np. wodą i powietrzem, tworząc związki niczym nie przypominające wolnego wapnia. Tlenek wapnia CaO należy do najbardziej rozpowszechnionych związków na Ziemi.
_____Organizm człowieka zawiera ok. 2% wapnia w postaci różnych związków. Wapń dostarczają organizmowi głównie takie pokarmy, jak mleko i nabiał.

Właściwości

_____Wapń jest najbardziej znanym pierwiastkiem grupy IIA (2) układu okresowego, czyli grupy berylowców.
_____Powierzchnia przekroju wapnia jest początkowo błyszcząca i lekko szarawa, lecz pod wpływem powietrza matowieje. Wapń jest dobrym przewodnikiem elektryczności, właściwości tej jednak nie wykorzystuje się praktycznie.
_____Podobnie jak inne metale lewej części układu okresowego, wapń jest bardzo aktywny chemicznie. Reaguje z suchym powietrzem, tworząc ochronną warstewkę tlenku i azotku:
2Ca + O2 ---> 2CaO
(wapń + tlen ---> tlenek wapnia)
3Ca + N2 ---> Ca3N2
(wapń + azot ---> azotek wapnia)
_____Powoduje to zmatowienie błyszczącej powierzchni wapnia. Powstające związki utrudniają dalszą korozję metalu.
_____W odróżnieniu od wielu reaktywnych metali, wapń nie reaguje gwałtownie z wodą, lecz powoli wydziela z niej wodór, tworząc wodorotlenek wapnia:
Ca + 2H2O ---> Ca(OH)2 + H2
(wapń + woda ---> wodorotlenek wapnia + wodór)

Otrzymywanie

_____Przemysłowe zapotrzebowanie na wapń jest dość ograniczone. Do niedawna zaspokajano je, stosując metodę elektrolityczną, podobną do tej, której użył w XIX wieku sir Humphry Davy. Obecnie poddaje się elektrolizie stopiony, odwodniony chlorek wapnia (CaCl2):
2Cl ---> Cl2 + 2e- (reakcja anodowa)
Ca2+ + 2e- ---> Ca (reakcja katodowa)
CaCl2 ---> Ca + Cl2 (reakcja sumaryczna)
(chlorek wapnia ---> wapń + chlor)

Związki

_____Wapń tworzy związki na stopniu utlenienia II. Jon wapnia CA2+ wiąże się z anionami jednoujemnymi, tworząc związki:
Chlorek wapnia, CaCl2Ca2+ + 2Cl- ---> CaCl2
Wodorotlenek wapnia, Ca(OH)2 (zwany wapnem gaszonym)Ca2+ 2OH ---> Ca(OH)2
i z anionami dwuujemnymi, tworząc związki:
Tlenek wapnia, CaO (zwany wapnem palonym)Ca2+ + O2- ---> CaO
Węglan wapnia, CaCO3 (minerał kalcyt)Ca2+ + CO32- ---> CaCO3
Siarczan wapnia, CaSO4 (minerały: gips i anhydryt)Ca2+ + SO42- ---> CaSO4
_____Szczególne znaczenie dla życia zwierząt ma związek jonu Ca2+ z anionem trójujemnym, najważniejszy nieorganiczny składnik kości i zębów, ortofosforan wapnia, Ca(PO4)2:
3Ca2+ + 2PO43- ---> Ca3(PO4)2
_____Fluorek wapnia CaF2, bezbarwna substancja krystaliczna, występuje w przyrodzie jako minerał fluoryt.
_____Azotan wapnia, (Ca(NO3)2, jest naturalnym nawozem.

Izotopy

Występujący w przyrodzie wapń jest mieszaniną złożoną z wapnia-40 i znacznie mniejszych ilości pięciu trwałych izotopów.
IzotopRozpowszechnienie
w przyrodzie
Okres
połowicznego
zaniku
Typ
rozpadu
36Ca_____0,1sß+, n
37Ca_____175msß+, n
38Ca_____0,45sß+
39Ca_____0,86ß+
40Ca96,941%__________
41Ca_____105 latw. e.
42Ca0,647%__________
43Ca0,135%__________
44Ca2,086%__________
45Ca_____163,8 dniß-
46Ca0,004%__________
47Ca_____4,536 dniß-
48Ca0,187%__________
49Ca_____8,72minß-
50Ca_____14sß-
51Ca_____10sß-

[Właściwości] [Otrzymywanie] [Związki] [Izotopy]