Il calcare è un materiale da costruzione decorativo comune.
Il calcare è una roccia sedimentaria composta da un minerale chiamato calcite, che ha la formula chimica CaCO3. Insieme alle dolomiti, una classe correlata di rocce sedimentarie, il calcare costituisce circa il 10-15 percento di tutta la roccia sedimentaria sul nostro pianeta. Alcuni calcari sono un prodotto di materiale prodotto da organismi viventi; altre formazioni calcaree hanno origini inorganiche.
Calcio
Il primo elemento trovato nel calcare è il calcio; il simbolo per il calcio è Ca. Il calcio ha un numero atomico 20, nel senso che ha 20 protoni nel suo nucleo. L'elemento puro ha 20 elettroni. Come altri metalli dello stesso gruppo, i metalli alcalini della terra, il calcio è facilmente ionizzato, quindi in natura si trova come parte di altri composti (come il carbonato di calcio). Il carbonato di calcio è un composto ionico, il che significa che il calcio ha perso due elettroni per diventare uno ione con carica positiva, mentre il gruppo carbonato ha guadagnato due elettroni per diventare uno ione con carica negativa. L'attrazione tra cariche positive e negative tiene uniti i due ioni per formare la struttura cristallina.
Ione carbonato
Lo ione carbonato, CO3 -2, è costituito da un atomo di carbonio centrale circondato da tre atomi di ossigeno in una formazione triangolare. L'angolo di legame tra tutti e tre i legami carbonio-ossigeno è di circa 120 gradi. La carica negativa è condivisa su tutti e tre gli atomi di ossigeno, piuttosto che risiedere su due di essi. Di conseguenza, i legami tra l'atomo di carbonio e ciascuno degli atomi di ossigeno sono più lunghi di un normale doppio legame carbonio-ossigeno ma più corti di un normale legame carbonio-ossigeno singolo - sono un ibrido dei due.
Reazioni chimiche
Lo ione carbonato può accettare uno ione idrogeno per diventare bicarbonato, HCO3 con una carica -1. Lo ione bicarbonato può a sua volta accettare un altro ione idrogeno per diventare acido carbonico, H2CO3. Quando è in acqua, l'acido carbonico è in equilibrio con l'anidride carbonica nell'aria, quindi se è presente un eccesso di acido carbonico, si decompone rapidamente in anidride carbonica, la reazione che si verifica quando si apre una bottiglia di soda. Nel calcare, tuttavia, l'attrazione tra gli ioni calcio e carbonato è abbastanza forte che il carbonato di calcio non si dissolve in soluzioni neutre. Si dissolve facilmente in soluzioni acide. L'aggiunta di acido cloridrico al calcare, ad esempio, causerà rapidamente lo sfarfallio.
Origini e destino
Il carbonato di calcio nel calcare è spesso formato da organismi come i coralli, che producono conchiglie dure da questo materiale. Il gesso è un'altra forma di calcare che ha origini simili. Il calcare può anche svilupparsi dalla sgocciolatura dell'acqua nelle grotte; l'acqua trasporta carbonato di calcio disciolto, che precipita per formare una sorta di calcare chiamato travertino. Se sepolto in profondità e sottoposto a forte calore e pressione, il calcare può diventare una specie di roccia metamorfica chiamata marmo.
