Kalkstein ist ein üblicher dekorativer Baustoff.
Kalkstein ist ein Sedimentgestein aus einem Mineral namens Calcit mit der chemischen Formel CaCO3. Zusammen mit den Dolomiten, einer verwandten Klasse von Sedimentgesteinen, macht Kalkstein etwa 10 bis 15 Prozent des gesamten Sedimentgesteins auf unserem Planeten aus. Etwas Kalkstein ist ein Produkt des Materials, das von lebenden Organismen gebildet wird; Andere Kalksteinformationen sind anorganischen Ursprungs.
Kalzium
Das erste Element, das im Kalkstein gefunden wird, ist Kalzium; das Symbol für Kalzium ist Ca. Calcium hat die Ordnungszahl 20, was bedeutet, dass es 20 Protonen in seinem Kern hat. Das reine Element hat 20 Elektronen. Wie andere Metalle der gleichen Gruppe, die Erdalkalimetalle, ist Calcium leicht ionisierbar, weshalb es in der Natur als Teil anderer Verbindungen (wie Calciumcarbonat) vorkommt. Calciumcarbonat ist eine ionische Verbindung, was bedeutet, dass Calcium zwei Elektronen verloren hat, um ein positiv geladenes Ion zu werden, während die Carbonatgruppe zwei Elektronen gewonnen hat, um ein negativ geladenes Ion zu werden. Die Anziehung zwischen positiven und negativen Ladungen hält die beiden Ionen zusammen, um die Kristallstruktur zu bilden.
Carbonation
Das Carbonation CO3-2 besteht aus einem zentralen Kohlenstoffatom, das von drei Sauerstoffatomen in einer dreieckigen Formation umgeben ist. Der Bindungswinkel zwischen allen drei Kohlenstoff-Sauerstoff-Bindungen beträgt ungefähr 120 Grad. Die negative Ladung wird auf alle drei Sauerstoffatome aufgeteilt, anstatt sich auf zwei von ihnen zu befinden. Folglich sind die Bindungen zwischen dem Kohlenstoffatom und jedem der Sauerstoffatome länger als eine normale Kohlenstoff-Sauerstoff-Doppelbindung, aber kürzer als eine normale Kohlenstoff-Sauerstoff-Einfachbindung - sie sind ein Hybrid aus beiden.
Chemische Reaktionen
Das Carbonation kann ein Wasserstoffion aufnehmen, um Bicarbonat HCO3 mit einer Ladung von -1 zu werden. Das Bicarbonat-Ion kann seinerseits ein anderes Wasserstoffion aufnehmen, um zu Kohlensäure, H2CO3, zu werden. In Wasser befindet sich die Kohlensäure im Gleichgewicht mit Kohlendioxid in der Luft. Wenn also überschüssige Kohlensäure vorhanden ist, zersetzt sie sich schnell in Kohlendioxid - die Reaktion, die beim Öffnen einer Getränkeflasche stattfindet. In Kalkstein ist die Anziehungskraft zwischen Calcium- und Carbonationen jedoch so groß, dass sich Calciumcarbonat nicht in neutralen Lösungen löst. Es löst sich nur leicht in sauren Lösungen. Wenn Sie beispielsweise Kalkstein mit Salzsäure versetzen, sprudelt es schnell.
Herkunft und Schicksal
Das Kalziumkarbonat im Kalkstein wird häufig von Organismen wie Korallen gebildet, die aus diesem Material selbst harte Schalen machen. Kreide ist eine andere Form von Kalkstein, die ähnliche Ursprünge hat. Kalkstein kann auch aus tropfendem Wasser in Höhlen entstehen. Das Wasser enthält gelöstes Calciumcarbonat, das ausfällt und eine Art Kalkstein namens Travertin bildet. Wenn Kalkstein tief eingegraben und hoher Hitze und hohem Druck ausgesetzt wird, kann er zu einer Art metamorphem Gestein werden, das Marmor genannt wird.
