Kalcis – cheminis IIA grupės elementas; simbolis – Ca; šarminių žemių metalas (kaip stroncis ir baris).
Kalcio kiekis Žemės plutoje yra 4,66 % jo masės. Iš labai aktyvių metalų kalcis Žemės plutoje yra labiausiai paplitęs. Jis sudaro daug gamtinių mineralų: kreidą, klintis, marmurą, dolomitą, anhidritą, gipsą, volastonitą, diopsidą, anortitą, fosforitą, apatitą, perovskitą, sfeną, povelitą ir t.t.
Upių ir jūrų vandenyje esanti Ca(HCO3)2 druska suteikia jam karbonatinį (laikinąjį) kietumą (t. y. taip vadinamas „vandens kietumas”). Kalcis yra sidabro baltumo, blizgantis, labai chemiškai aktyvus metalas, sudarantis kubinę struktūrą.
Kambario temperatūroje kalcis energingai reaguoja su oro deguonimi, azotu ir drėgme; paviršiuje susidaro oksido, nitrido ir hidroksido plėvelė neapsaugojo nuo tolesnio poveikio. Todėl kalcis laikomas hermetiškuose induose. Šildomas kalcis sąveikauja su vandeniliu, halogenais, chalkogenais, fosforu, arsenu, anglimi; susidaro joninio tipo binariniai kalcio junginiai. Kalcio joninis potencialas yra artimas šarminių metalų joniniams potencialams ir jo savybės labai panašios į natrio ir kalio junginių savybes.
Su Li, Mg, Cu, Zn, Cd, Al, Ag ir Hg metalais kalcis sudaro lydinius. Kalcis labai giminingas halogenams ir naudojamas metaloterminiuose procesuose redukuojant sunkiųjų metalų (Sc, Y, La, Pb, Cr, U, lantanoidų) fluoridus arba chloridus. Skystas amoniakas su kalciu sudaro mėlynos spalvos tirpalą o naudojant platinos katalizatorių – amidą. Liepsną kalcio druskos nudažo raudona plytų spalva.
Junginiuose kalcis būna dvivalenčio katijono Ca2+ pavidalo. Kalcio joninis potencialas rodo, kad jis turi palyginti stiprių bazinių savybių. Sočiojo kalcio hidroksido tirpalo pH = 12,6. Kalcio karbonatas, sulfatas, fosfatas, oksalatas, silikatai, fluoridas beveik netirpsta vandenyje. Vandenyje gerai tirpsta kalcio chloridas, bromidas, jodidas, nitratas, acetatas. Kalcis nesudaro kompleksinių jonų ir bazinių druskų, nes jo yra mažas joninis potencialas (teigiamo krūvio tankis jono paviršiuje) ir stiprios bazinės savybės.
Kalcio junginiai.
Kalcio hidridas CaH2 – naudojamas metalų oksidams redukuoti, dujiniam vandeniliui gauti; kalcio hidridas su boranais sudaro kompleksinius hidridus: CaH2 + B2H6 → Ca[BH4]2.
Kalcio fluoridas CaF2 – vandenyje netirpsta, kaitinamas švyti raudona šviesa (liuminescencija), kalcio fluoridas apšvitintas fluorescuoja, yra laidus ultravioletiniai spinduliuotei, naudojamas optinio stiklo gamybai.
Kalcio chloridas CaCl2 – gerai tirpsta vandenyje, bevandeniu kalcio chloridu džiovinamos dujos, benzenas, eteris, laboratorijoje jo dedama į eksikatorius, kuriuose sausinamos drėgnos medžiagos. Kalcio chloridu impregnuota tekstilė sunkiai dega. Kalcio chlorido tirpalas vartojamas kaip šaldomasis skystis antifrizas ir kaip priemonė oro uostų takams, geležinkelio bėgiams, akmens anglims apsaugoti nuo apledėjimo. Kalcio chloridu gydomos alerginės ligos, stabdomas kraujavimas, slopinami uždegimai.
Chlorkalkės Ca(OCl)Cl – balta, kristalinė, būdingo kvapo medžiaga, turinti balinamųjų ir oksiduojamųjų savybių, jomis balinamos tekstilės medžiagos, celiuliozė, popierius, dezinfekuojamos medžiagos.
Kalcio oksidas CaO ir hidroksidas C(OH)2 – negesintos kalkės; kalcio oksidas energingai sąveikauja su vandeniu (gesinasi) ir sudaro kalcio hidroksidą – gesintas kalkes, kalcio oksidas naudojamas gaminant silikatines plytas, statybinius skiedinius, pucolaninius betonus, cukrų, kaučiuką stiklą kalcio karbidą ir t.t. Organinėje chemijoje kalcio oksidu džiovinami drėgni junginiai, juo adsorbuojami dažai.
Kalcio peroksidas CaO2•8H2O gaunamas veikiant kalcio chloridą vandenilio peroksidu amoniakiniame tirpale. Bevandenis kalcio peroksidas CaO2 yra balti, subkristaliniai milteliai, kurie silpnai tirpsta vandenyje, yra termiškai nepatvarūs ir naudojami H2O2 gauti, vandeniui sterilizuoti ir kaip medienos antiseptikas.
Kalcio hidroksidas Ca(OH)2 – yra pigiausias šarmas, technikoje jis dažnai naudojamas vietoj kalcio oksido, kalcio hidroksido ir CuSO4•5H2O mišinys vadinamas Bordo mišiniu ir naudojamas sodų kenkėjams naikinti.
Kalcio sulfidas CaS – gaunamas anglimi arba CO redukuojant.
Kalcio karbidas CaC2 – didžiausia kalcio karbido dalis sunaudojama acetilenui gauti, o mažesnė dalis – PbO, MgO, NiO, CuO redukuoti iki metalo.
Kalcio sulfatas CaSO4 – gamtoje randamas kaip mineralas anhidritas. Kalcio sulfatas įeina į mineralų glauberito ir poligalito sudėtį. Kalcio sulfato kristalinis hidratas yra gipsas, iš dalies dehidratavus gipsą, susidaro pushidratis (hemihidratas), dar vadinamas statybiniu arba medicininiu gipsu. Kartais pushidratis gipsas randamas basanito mineralo pavidalu. Iš gipso pagamintose formose liejami porceliano dirbiniai, gaminamos architektūrinės detalės, sausas tinkas. Gipsas naudojamas popieriaus pramonėje, o medicininis gipsas – medicinoje.
Kalcio nitratas Ca(NO3)2•4H2O – gamtoje randamas Norvegijos salietros pavidalu.
Kalcio fosfatas Ca3(PO4)2 – balta amorfinė arba kristalinė medžiaga, gamtoje randamas mineralų fosforito ir apatito pavidalu, iš jų gaminamos fosforo trąšos – superfosfatas Ca(H2PO4)2•H2O, kalcio fosfatas yra pagrindinė griaučių „konstrukcinė” medžiaga.
Kalcio karbonatas CaCO3 – gamtoje būna klinčių, kreidos arba marmuro pavidalo, izomorfinis CaCO3 ir MgCO3 junginys vadinamas dolomitu. Kalcio karbonatas yra pagrindinė mineralų bei nuosėdinių uolienų sudedamoji dalis. Jo yra koraluose, moliuskų kriauklėse, jūros ežių šarvuose, žmogaus ir gyvūnų kauluose. Tai viena svarbiausių organizmo „statybinių” medžiagų. Kalcio karbonatas yra kalkių, cemento, stiklo žaliava, būtinas ketaus, plieno, vario gamybos priedas.
Kalcio karbonatas sudaro patvarią trigoninę kalcito ir nepatvarią rombinę aragonito modifikacijas. Iš vandeninių tirpalų jis išsikristalizuoja heksagonine vaterito atmaina, kuri greitai persigrupuoja į kalcitą. Kalcitas sudaro Islandijos špato, marmuro, klinčių ir kreidos mineralus. Grynos klintys yra baltos (priemaišos gali nudažyti) spalvos nuosėdinės kilmės uoliena. Klintys naudojamos portlandcemenčio ir kalcio oksido gamybai. Dideliame slėgyje klintys sudaro marmurą, kuris naudojamas statybinių elementų gamybai ir elektrotechnikoje kaip izoliatorius. Iš gryno skaidraus kalcito daromos prizmės, iš marmuro – skulptūros.
Organinės kilmės kalcio karbonatas – kreida naudojama kaip baltos spalvos pigmentas ir užpildas, gaminant popierių ir gumą, kreida baltinamos sienos, lubos, jos dedama į dantų miltelius ir pastas. Apie 99% Lietuvoje iškasamo dolomito paverčiama skalda keliams tiesti ir tik nedidelė dalis suvartojama kalkėms, apdailos plokštėms gaminti.
(T.p. žr. str. Kalcis(Ca).)