คุณสมบัติทางกายภาพ
แคลเซียมคาร์บอเนตเป็นผงผลึกสีขาวละเอียดไม่มีรสจืดและไม่มีกลิ่น มันมีอยู่ทั้งในรูปแบบอสัณฐานและผลึก รูปแบบผลึก ได้แก่ ระบบออร์โธฮอมบิกและหกเหลี่ยม (แอนไฮดรัสแคลเซียมคาร์บอเนตปรากฏเป็นผลึกออร์โธฮอมบิกไม่มีสี ในขณะที่แคลเซียมคาร์บอเนตเฮกซะไฮเดรตปรากฏเป็นผลึกโมโนคลินิกไม่มีสี [3]); ผลึกมีลักษณะเป็นแนวเสาหรือรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูน มีความหนาแน่น 2.93 g/cm³ จุดหลอมเหลวของมันคือ 1,339 องศา (การสลายตัวเกิดขึ้นระหว่าง 825 องศาถึง 896.6 องศา) และจุดหลอมเหลวคือ 1289 องศาที่ความดัน 10.7 MPa แทบไม่ละลายในน้ำ-แม้ว่าจะละลายในน้ำที่มีเกลือแอมโมเนียมหรือเฟอร์ริกออกไซด์-และไม่ละลายในแอลกอฮอล์
โครงสร้างโมเลกุล
โครงสร้างผลึกของมันอยู่ในระบบออร์โธฮอมบิก หน่วยแคลเซียมคาร์บอเนตแต่ละหน่วยประกอบด้วยคาร์บอนหนึ่งอะตอมและออกซิเจนสามอะตอม โดยอะตอมออกซิเจนแต่ละอะตอมจะจับตัวกับแคลเซียมไอออน
แคลเซียมคาร์บอเนตประกอบด้วยแคลเซียมไอออนและไอออนคาร์บอเนตที่ยึดติดกันด้วยพันธะไอออนิก ในขณะที่โครงสร้างภายในของคาร์บอเนตไอออนประกอบด้วยพันธะโควาเลนต์คาร์บอน- ไอออนคาร์บอเนตเกี่ยวข้องกับการผสมพันธุ์sp²; อะตอมของคาร์บอนส่วนกลางใช้วงโคจรลูกผสมสามวงและวงโคจร p- หนึ่งวง ตามแบบจำลอง VSEPR อะตอมถูกจัดประเภทเป็นโมเลกุลประเภท AY3- ซึ่งมีเรขาคณิตระนาบตรีโกณมิติในอุดมคติ โดยมีพันธะ C-O สามพันธะที่จัดเรียงในรูปแบบระนาบตรีโกณมิติ นอกจากนี้ ยังมีระบบพันธะ p-p pi-แบบแยกส่วนที่เกี่ยวข้องกับออร์บิทัล 4 ตัวและอิเล็กตรอน 6 ตัว [5] ภายในผลึก หน่วยแคลเซียมคาร์บอเนตจะถูกจัดเรียงเป็นโครงสร้างชั้นขนานกับแกน-และแกน c- ชั้นเหล่านี้เชื่อมต่อกันผ่านอะตอมออกซิเจนบนระนาบ ก่อให้เกิดโครงสร้างเครือข่ายสามมิติ การจัดเรียงโครงสร้างนี้ทำให้แคลเซียมคาร์บอเนตมีความเสถียรและความแข็งสูง
คุณสมบัติทางเคมี
1. แคลเซียมคาร์บอเนตสลายตัวเป็นแคลเซียมออกไซด์และคาร์บอนไดออกไซด์ที่อุณหภูมิ 825-896.6 องศา (การผลิตทางอุตสาหกรรมของCO₂):
2. แคลเซียมคาร์บอเนตทำปฏิกิริยากับกรดเจือจาง (เช่น กรดอะซิติกเจือจาง กรดไฮโดรคลอริกเจือจาง กรดไนตริกเจือจาง เป็นต้น) เพื่อให้เกิดฟองและละลาย ปฏิกิริยาจะปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกมา ทำให้เป็นปฏิกิริยาคายความร้อน ตัวอย่างเช่น ทำปฏิกิริยากับกรดไฮโดรคลอริกเจือจางเพื่อผลิตแคลเซียมคลอไรด์ น้ำ และคาร์บอนไดออกไซด์ (การผลิตCO₂ในห้องปฏิบัติการ):
3. การส่งก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ส่วนเกินลงไปในน้ำที่ผสมกับ CaCO₃ จะทำให้เกิดสารละลายแคลเซียมไบคาร์บอเนต แคลเซียมคาร์บอเนตทำปฏิกิริยากับสารละลายกรดคาร์บอนิก (น้ำฝน) เพื่อผลิตแคลเซียมไบคาร์บอเนต การผ่านCO₂ลงไปในน้ำปูนที่มีเมฆมากจะทำให้ตะกอนหายไป หลักการเบื้องหลังปรากฏการณ์เหล่านี้คือ:
4. แอนไฮดรัสแคลเซียมคาร์บอเนต (สารที่เป็นผงสีขาว ไม่มีกลิ่น ไม่-เป็นพิษ แคลเซียมคาร์บอเนตชนิดเบา) ให้ความร้อนถึง 1,000K เปลี่ยนเป็นแคลไซต์ (ระบบผลึกสามเหลี่ยม แคลเซียมคาร์บอเนตหนัก)