Kalksten är ett vanligt dekorativt byggnadsmaterial.
Kalksten är en sedimentär berg som består av ett mineral som kallas kalcit, som har den kemiska formeln CaCO3. Tillsammans med dolomiterna, en besläktad klass av sedimentära bergarter, utgör kalksten cirka 10 till 15 procent av all sedimentär berg på vår planet. Vissa kalkstenar är en produkt av material tillverkat av levande organismer; andra kalkstenformationer har oorganiskt ursprung.
Kalcium
Det första elementet som finns i kalksten är kalcium; symbolen för kalcium är Ca. Kalcium har atomnummer 20, vilket betyder att det har 20 protoner i sin kärna. Det rena elementet har 20 elektroner. Liksom andra metaller i samma grupp, de jordalkaliska metallerna, joniseras lätt kalcium, så i naturen finns det som en del av andra föreningar (som kalciumkarbonat). Kalciumkarbonat är en jonförening, vilket innebär att kalcium har förlorat två elektroner för att bli en positivt laddad jon, medan karbonatgruppen har fått två elektroner för att bli en negativt laddad jon. Attraktionen mellan positiva och negativa laddningar håller de två jonerna samman för att bilda kristallstrukturen.
Karbonatjon
Karbonatjonen, CO3 -2, består av en central kolatom omgiven av tre syreatomer i en triangulär formation. Bindningsvinkeln mellan alla tre kol- och syrebindningarna är ungefär 120 grader. Den negativa laddningen delas över alla tre syreatomerna snarare än att bo på någon av dem. Följaktligen är bindningarna mellan kolatomen och var och en av syreatomerna längre än en normal kol till syre dubbelbindning men kortare än en normal kol till syre enkelbindning - de är en hybrid av de två.
Kemiska reaktioner
Karbonatjonen kan acceptera en vätejon för att bli bikarbonat, HCO3 med en -1-laddning. Bikarbonatjonen kan i sin tur acceptera en annan vätejon för att bli kolsyra, H2CO3. När du är i vatten är kolsyran i jämvikt med koldioxid i luften, så om överskott av kolsyra finns närvarande kommer den snabbt att sönderdelas till koldioxid - reaktionen som sker när du öppnar en sodaflaska. I kalksten är attraktionen mellan kalcium- och karbonatjonerna dock tillräckligt stark för att kalciumkarbonat inte upplöses i neutrala lösningar. Det löses bara lätt i sura lösningar. Om du till exempel tillsätter saltsyra till kalksten kommer det snabbt att bli svimmigt.
Ursprung och öde
Kalciumkarbonatet i kalksten bildas ofta av organismer som koraller, som gör hårda skal för sig själva av detta material. Krita är en annan form av kalksten som har liknande ursprung. Kalksten kan också utvecklas från droppvatten i grottor; vattnet bär upplöst kalciumkarbonat, som fälls ut för att bilda en slags kalksten som kallas travertin. Om den begravdes djupt och utsätts för hög värme och tryck, kan kalksten bli en slags metamorf berg som kallas marmor.
