Известняк является распространенным декоративным строительным материалом.
Известняк - осадочная порода, состоящая из минерала, называемого кальцитом, который имеет химическую формулу CaCO3. Вместе с доломитами, родственным классом осадочных пород, известняк составляет около 10-15 процентов всех осадочных пород на нашей планете. Некоторый известняк - продукт материала, сделанного живыми организмами; другие известняковые образования имеют неорганическое происхождение.
кальций
Первым элементом, найденным в известняке, является кальций; символом кальция является Ca. Кальций имеет атомный номер 20, то есть в его ядре 20 протонов. Чистый элемент имеет 20 электронов. Как и другие металлы в той же группе, щелочноземельные металлы, кальций легко ионизируется, поэтому в природе он встречается в составе других соединений (таких как карбонат кальция). Карбонат кальция является ионным соединением, что означает, что кальций потерял два электрона, чтобы стать положительно заряженным ионом, в то время как карбонатная группа получила два электрона, чтобы стать отрицательно заряженным ионом. Притяжение между положительным и отрицательным зарядами удерживает два иона вместе, образуя кристаллическую структуру.
Карбонат-ион
Карбонат-ион, CO3 -2, состоит из центрального атома углерода, окруженного тремя атомами кислорода в треугольной формации. Угол связи между всеми тремя связями углерода с кислородом составляет примерно 120 градусов. Отрицательный заряд распределяется на все три атома кислорода, а не на любые два из них. Следовательно, связи между атомом углерода и каждым из атомов кислорода длиннее, чем нормальная углерод-двойная связь, но короче, чем нормальная углерод-кислородная одинарная связь - они являются гибридом этих двух.
Химические реакции
Ион карбоната может принять ион водорода, чтобы стать бикарбонатом, HCO3 с зарядом -1. Бикарбонат-ион может, в свою очередь, принять другой ион водорода, чтобы стать углекислотой, H2CO3. Когда в воде углекислота находится в равновесии с углекислым газом в воздухе, поэтому, если присутствует избыток углекислоты, она быстро разлагается на углекислый газ - реакция, которая происходит, когда вы открываете бутылку с газировкой. Однако в известняке притяжение между ионами кальция и карбоната достаточно сильное, чтобы карбонат кальция не растворялся в нейтральных растворах. Он легко растворяется только в кислых растворах. Например, добавление соляной кислоты в известняк быстро приведет к ее вспениванию.
Происхождение и судьба
Карбонат кальция в известняке часто образуется такими организмами, как кораллы, которые делают из этого материала твердые оболочки. Мел - это еще одна форма известняка, которая имеет аналогичное происхождение. Известняк может также развиваться из капающей воды в пещерах; вода несет растворенный карбонат кальция, который осаждается с образованием известняка, называемого травертин. Если его закопать глубоко и подвергнуть воздействию высоких температур и давления, известняк может стать разновидностью метаморфической породы, называемой мрамором.
