Fizikai tulajdonságok
A kalcium-karbonát finom, fehér kristályos por, amely íztelen és szagtalan. Amorf és kristályos formában egyaránt létezik. A kristályformák ortorombikus és hexagonális rendszereket tartalmaznak (a vízmentes kalcium-karbonát színtelen ortorombos kristályokként, míg a kalcium-karbonát-hexahidrát színtelen monoklin kristályokként jelenik meg [3]); a kristályok oszlopos vagy romboéder alakúak, sűrűségük 2,93 g/cm³. Olvadáspontja 1339 fok (a bomlás 825 és 896,6 fok között megy végbe), olvadáspontja 1289 fok 10,7 MPa nyomáson. Vízben gyakorlatilag nem oldódik,{11}}bár ammónium-sókat vagy vas-oxidot tartalmazó vízben oldódik,{12}}és alkoholban oldhatatlan.
Molekuláris szerkezet
Kristályszerkezete az ortorombikus rendszerhez tartozik. Minden kalcium-karbonát egység egy szénatomból és három oxigénatomból áll, és mindegyik oxigénatom egy kalciumionhoz kapcsolódik.
A kalcium-karbonát kalciumionokból és karbonátionokból áll, amelyeket ionos kötések tartanak össze, míg a karbonátion belső szerkezetében kovalens szén-{0}}oxigénkötések találhatók. A karbonátion sp2 hibridizációt foglal magában; a központi szénatom három hibrid pályát és egy p-pályát használ. A VSEPR-modell szerint az ideális trigonális síkgeometriájú AY3- típusú molekulák közé sorolják, amelyek három C-O-kötést tartalmaznak trigonális síkbeli konfigurációban. Ezenkívül rendelkezik egy delokalizált p-p pi--kötésrendszerrel, amely négy pályát és hat elektront foglal magában [5]. A kristályon belül a kalcium-karbonát egységek réteges szerkezetben helyezkednek el az a-tengellyel és a c-tengellyel párhuzamosan. Ezek a rétegek koplanáris oxigénatomokon keresztül kapcsolódnak egymáshoz, háromdimenziós hálózati szerkezetet alkotva. Ez a szerkezeti elrendezés nagy stabilitást és keménységet kölcsönöz a kalcium-karbonátnak.
Kémiai tulajdonságok
1. A kalcium-karbonát 825-896,6 fokon kalcium-oxidra és szén-dioxidra bomlik. (A CO₂ ipari termelése):
2. A kalcium-karbonát híg savakkal (például híg ecetsavval, híg sósavval, híg salétromsavval stb.) reagál, és pezseg és feloldódik. A reakció során szén-dioxid szabadul fel, ami exoterm reakcióvá válik. Például híg sósavval reagál, és kalcium-kloridot, vizet és szén-dioxidot termel (a CO₂ laboratóriumi előállítása):
3. A felesleges szén-dioxidot CaCO₃-val kevert vízbe engedve kalcium-hidrogén-karbonát oldat keletkezik. A kalcium-karbonát szénsavoldattal (esővízzel) reagál, és kalcium-hidrogén-karbonátot termel. Ha a CO₂-t zavaros mészvízbe vezetjük, a csapadék eltűnik. Ezeknek a jelenségeknek az alapelve:
4. A vízmentes kalcium-karbonát (fehér, szagtalan, nem -mérgező porszerű anyag, könnyű kalcium-karbonát) 1000 K-ra melegítve kalcittá alakul (trigonális kristályrendszer, nehéz kalcium-karbonát).