Металл в природе

Кальций — один из наиболее распространенных элементов в природе.

Из-за высокой химической активности кальций в свободном виде в природе не встречается.

На долю кальция приходится 3, 38% массы земной коры (5-е место по распространенности после кислорода, кремния, алюминия и железа). Содержание элемента в морской воде — 400 мг/л[3].

Изотопы. Кальций встречается в природе в виде смеси шести изотопов: 40Ca, 42Ca, 43Ca, 44Ca, 46Ca и 48Ca, среди которых наиболее распространённый — 40Ca — составляет 96, 97%. Из шести природных изотопов кальция пять стабильны. Шестой изотоп 48Ca, самый тяжелый из шести и весьма редкий (его изотопная распространённость равна всего 0, 187%), как было недавно обнаружено, испытывает двойной бета-распад с периодом полураспада 5, 3Ч1019 лет. В горных породах и минералах. Большая часть кальция содержится в составе силикатов и алюмосиликатов различных горных пород (граниты, гнейсы и т. п.), особенно в полевом шпате — анортите Ca[Al2Si2O8]. В виде осадочных пород соединения кальция представлены мелом и известняками, состоящими в основном из минерала кальцита (CaCO3). Кристаллическая форма кальцита — мрамор — встречается в природе гораздо реже. Довольно широко распространены такие минералы кальция, как кальцит CaCO3, ангидрит CaSO4, алебастр CaSO4· 0. 5H2O и гипс CaSO4· 2H2O, флюорит CaF2, апатиты Ca5 (PO4) 3 (F, Cl, OH), доломит MgCO3· CaCO3. Присутствием солей кальция и магния в природной воде определяется её жёсткость. Кальций, энергично мигрирующий в земной коре и накапливающийся в различных геохимических системах, образует 385 минералов (четвертое место по числу минералов). Миграция в земной коре. В естественной миграции кальция существенную роль играет «карбонатное равновесие», связанное с обратимой реакцией взаимодействия карбоната кальция с водой и углекислым газом с образованием растворимого гидрокарбоната: СаСО3 + H2O + CO2 — Са (НСО3) 2 — Ca2+ + 2HCO3- (равновесие смещается влево или вправо в зависимости от концентрации углекислого газа). Биогенная миграция. В биосфере соединения кальция находятся практически во всех животных и растительных тканях (см. тж. ниже). Значительное количество кальция входит в состав живых организмов. Так, гидроксиапатит Ca5 (PO4) 3OH, или, в другой записи, 3Ca3 (PO4) 2· Са (OH) 2 — основа костной ткани позвоночных, в том числе и человека; из карбоната кальция CaCO3 состоят раковины и панцири многих беспозвоночных, яичная скорлупа и др. В живых тканях человека и животных 1, 4−2% Са (по массовой доле); в теле человека массой 70 кг содержание кальция — около 1, 7 кг (в основном в составе межклеточного вещества костной ткани).