Proprietăți fizice
Carbonatul de calciu este o pulbere cristalină fină, albă, fără gust și inodor. Există atât sub formă amorfă, cât și sub formă cristalină. Formele cristaline includ sisteme ortorombice și hexagonale (carbonatul de calciu anhidru apare ca cristale ortorombice incolore, în timp ce carbonatul de calciu hexahidrat apare ca cristale monoclinice incolore [3]); cristalele sunt de formă columnară sau romboedrică, cu o densitate de 2,93 g/cm³. Punctul său de topire este de 1339 de grade (descompunerea are loc între 825 de grade și 896,6 de grade), iar punctul de topire este de 1289 de grade la o presiune de 10,7 MPa. Este practic insolubil în apă-deși se dizolvă în apă care conține săruri de amoniu sau oxid feric-și este insolubil în alcool.
Structura moleculară
Structura sa cristalină aparține sistemului ortorombic. Fiecare unitate de carbonat de calciu constă dintr-un atom de carbon și trei atomi de oxigen, fiecare atom de oxigen legat de un ion de calciu.
Carbonatul de calciu este compus din ioni de calciu și ioni de carbonat ținuți împreună prin legături ionice, în timp ce structura internă a ionului de carbonat prezintă legături covalente de carbon-oxigen. Ionul carbonat implică hibridizarea sp²; atomul de carbon central utilizează trei orbitali hibrizi și un orbital p-. Conform modelului VSEPR, este clasificat ca o moleculă de tip AY3- cu o geometrie plană trigonală ideală, având trei legături C{-O dispuse într-o configurație plană trigonală. În plus, posedă un sistem de legături p-p pi{-delocalizat care implică patru orbiti și șase electroni [5]. În interiorul cristalului, unitățile de carbonat de calciu sunt dispuse într-o structură stratificată paralelă cu axa-și axa c-. Aceste straturi sunt interconectate prin atomi de oxigen coplanari, formând o structură de rețea tridimensională. Acest aranjament structural conferă stabilitate și duritate ridicate carbonatului de calciu.
Proprietăți chimice
1. Carbonatul de calciu se descompune în oxid de calciu și dioxid de carbon la 825-896,6 grade. (Producție industrială de CO₂):
2. Carbonatul de calciu reacționează cu acizii diluați (cum ar fi acidul acetic diluat, acidul clorhidric diluat, acidul azotic diluat etc.) pentru a efervesce și a se dizolva. Reacția eliberează dioxid de carbon, făcându-l o reacție exotermă. De exemplu, reacționează cu acidul clorhidric diluat pentru a produce clorură de calciu, apă și dioxid de carbon (producție de laborator de CO₂):
3. Trecerea excesului de dioxid de carbon în apă amestecată cu CaCO₃ va produce o soluție de bicarbonat de calciu. Carbonatul de calciu reacţionează cu o soluţie de acid carbonic (apa de ploaie) pentru a produce bicarbonat de calciu. Trecerea CO₂ în apa de var tulbure va face ca precipitatul să dispară. Principiul din spatele acestor fenomene este:
4. Carbonatul de calciu anhidru (o substanță pulbere albă, inodoră, ne-toxică, carbonat de calciu ușor) încălzit la 1000K se transformă în calcit (sistem de cristal trigonal, carbonat de calciu greu).