Propriedades Físicas
O carbonato de cálcio é um pó cristalino fino e branco, insípido e inodoro. Existe nas formas amorfa e cristalina. As formas cristalinas incluem sistemas ortorrômbicos e hexagonais (o carbonato de cálcio anidro aparece como cristais ortorrômbicos incolores, enquanto o carbonato de cálcio hexahidratado aparece como cristais monoclínicos incolores [3]); os cristais têm formato colunar ou romboédrico, com densidade de 2,93 g/cm³. Seu ponto de fusão é 1339 graus (a decomposição ocorre entre 825 graus e 896,6 graus), e o ponto de fusão é 1289 graus a uma pressão de 10,7 MPa. É praticamente insolúvel em água-embora se dissolva em água contendo sais de amônio ou óxido férrico-e seja insolúvel em álcool.
Estrutura Molecular
Sua estrutura cristalina pertence ao sistema ortorrômbico. Cada unidade de carbonato de cálcio consiste em um átomo de carbono e três átomos de oxigênio, com cada átomo de oxigênio ligado a um íon cálcio.
O carbonato de cálcio é composto de íons cálcio e íons carbonato mantidos juntos por ligações iônicas, enquanto a estrutura interna do íon carbonato apresenta ligações covalentes de carbono-oxigênio. O íon carbonato envolve hibridização sp²; o átomo de carbono central utiliza três orbitais híbridos e um orbital p-. De acordo com o modelo VSEPR, é classificado como uma molécula do tipo AY3-com uma geometria trigonal planar ideal, apresentando três ligações C-O dispostas em uma configuração trigonal planar. Além disso, possui um sistema de ligação deslocalizada p-p pi-envolvendo quatro orbitais e seis elétrons [5]. Dentro do cristal, as unidades de carbonato de cálcio estão dispostas em uma estrutura em camadas paralela ao eixo a-e ao eixo-c. Estas camadas estão interligadas através de átomos de oxigênio coplanares, formando uma estrutura de rede tridimensional. Este arranjo estrutural confere alta estabilidade e dureza ao carbonato de cálcio.
Propriedades Químicas
1. O carbonato de cálcio se decompõe em óxido de cálcio e dióxido de carbono a 825-896,6 graus. (Produção industrial de CO₂):
2. O carbonato de cálcio reage com ácidos diluídos (como ácido acético diluído, ácido clorídrico diluído, ácido nítrico diluído, etc.) para efervescer e dissolver. A reação libera dióxido de carbono, tornando-se uma reação exotérmica. Por exemplo, reage com ácido clorídrico diluído para produzir cloreto de cálcio, água e dióxido de carbono (produção laboratorial de CO₂):
3. A passagem do excesso de dióxido de carbono para a água misturada com CaCO₃ produzirá uma solução de bicarbonato de cálcio. O carbonato de cálcio reage com uma solução de ácido carbônico (água da chuva) para produzir bicarbonato de cálcio. A passagem de CO₂ para a água de cal turva fará com que o precipitado desapareça. O princípio por trás desses fenômenos é:
4. O carbonato de cálcio anidro (uma substância pulverulenta branca, inodora e não{1}}tóxica, carbonato de cálcio leve) aquecido a 1000K transforma-se em calcita (sistema cristalino trigonal, carbonato de cálcio pesado).