Вапняк - поширений декоративний будівельний матеріал.
Вапняк - це осадова гірська порода, що складається з мінералу під назвою кальцит, який має хімічну формулу CaCO3. Разом з доломітами, спорідненим класом осадових порід, вапняк складає приблизно 10 - 15 відсотків усіх осадових порід нашої планети. Деякі вапняки - це продукт, виготовлений живими організмами; інші вапнякові утворення мають неорганічне походження.
Кальцій
Перший елемент, що знаходиться у вапняку, - це кальцій; символом для кальцію є Ca. Кальцій має атомне число 20, тобто він має 20 протонів у своєму ядрі. Чистий елемент має 20 електронів. Як і інші метали цієї ж групи, лужноземельні метали, кальцій легко іонізується, тому в природі він зустрічається як частина інших сполук (наприклад, карбонат кальцію). Карбонат кальцію - іонна сполука, що означає, що кальцій втратив два електрони, щоб стати позитивно зарядженим іоном, тоді як карбонатна група отримала два електрони, щоб стати іоном з негативним зарядом. Потяг між позитивними та негативними зарядами утримує два іони разом, утворюючи кристалічну структуру.
Карбонат іон
Іон карбонату, CO3 -2, складається з центрального атома вуглецю, оточеного трьома атомами кисню в трикутній формації. Кут зв'язку між усіма трьома зв’язками вуглець-кисень становить приблизно 120 градусів. Негативний заряд ділиться на всі три атоми кисню, а не залишається на жодному з них. Отже, зв’язки між атомом вуглецю та кожним з атомів кисню довші, ніж звичайні подвійні зв’язки вуглець-кисень, але коротші, ніж звичайні одиничні зв’язки вуглець-кисень - вони є гібридом двох.
Хімічні реакції
Іон карбонату може прийняти іон водню, щоб перетворитися в бікарбонат, HCO3 з зарядом -1. Іон гідрокарбонату може, в свою чергу, прийняти інший водень іона, щоб стати вуглекислотою, H2CO3. Коли у воді вуглекислата знаходиться в рівновазі з вуглекислим газом у повітрі, тож, якщо надлишок вуглекислоти присутній, він швидко розкладається до вуглекислого газу - реакції, що має місце при відкритті пляшки соди. Однак у вапняку притягнення між іонами кальцію та карбонату досить сильне, що карбонат кальцію не розчиняється в нейтральних розчинах. Він легко розчиняється в кислих розчинах. Наприклад, додавання соляної кислоти до вапняку, це швидко призведе до її випадання.
Походження та доля
Карбонат кальцію у вапняку часто утворюється такими організмами, як корали, які роблять з цього матеріалу тверді оболонки. Крейда - ще одна форма вапняку, яка має схоже походження. Вапняк також може розвиватися від крапельної води в печерах; вода переносить розчинений карбонат кальцію, який осаджується, утворюючи вид вапняку, який називається травертином. Якщо похований глибоко і зазнає впливу високого тепла та тиску, вапняк може стати своєрідною метаморфічною скелею, що називається мармуром.
