碳酸钙相对分子质量 碳酸钙的摩尔质量

碳酸钙，乃自然界中广为分布的矿物，藏身于白垩、石灰岩、大理石等岩石之内，亦是动物骨骼或外壳的构成要素。其化学式CaCO3在众多工业生产过程中发挥着至关重要的作用，对于全球碳循环亦不可或缺。

碳酸钙的形态种类繁多，已知的仅有三种无水晶相和两种含水晶相。不仅如此，它还以无定形状态存在，具有多种结构和含水量，被称作无定形碳酸钙。

武汉理工大学材料复合新技术重点实验室的副研究员邹朝勇，于《科学》杂志上发表报告称，他们在探究镁离子对无定形碳酸钙结晶过程的影响时，意外地发现了一种新型含水碳酸钙晶相——半水碳酸钙（CaCO·1⁄2HO），为碳酸钙家族增添了新的成员。

新晶相的意外发现

近年来，生物体内发现了热力学不稳定的无定形碳酸钙（ACC），其在碳酸钙生物矿物的形成过程中具有重要作用。例如，海洋软体动物的外壳和珊瑚礁的形成就涉及了ACC的存在。

在离子溶液晶体的成核和生长机理领域，ACC作为一种重要的模型被广泛研究。对于ACC的形成机理、稳定性及其在结晶转化过程中的作用机制仍知之甚少。邹朝勇等人在研究中却发现了新的碳酸钙晶相。

此新型半水碳酸钙晶相由针状晶体组成，其尺寸与已知的碳酸钙物相迥异。最显著的特点是其拉曼峰位于1102cm，远高于其他碳酸钙物相，这使其在化学结构上具有独特性。

揭开新晶相的面纱

通过系统研究半水碳酸钙的形成和转化过程，研究人员发现其是以含1个水分子的ACC为前驱体，在特定的镁离子浓度条件下失水结晶转化而成。

借助自动电位滴定仪，研究人员实时监测了溶液内的化学变化，记录了离子浓度和pH值的变化，成功捕捉到了反应的中间状态。他们发现半水碳酸钙的形成条件具有一定的特殊性。

在室温下，当ACC作为反应前驱体时，溶液中镁离子与钙离子的摩尔比需达到4~6，且pH值约为11时，半水碳酸钙才能形成。这表明其形成条件与自然界的某些环境条件相近。

浙江大学化学系教授唐睿康在接受采访时表示，半水碳酸钙形成的特定条件与生物自然界的环境条件相似，这一发现有助于揭示自然界中碳酸钙的演变过程。

拓宽认知视野

尽管半水碳酸钙目前仅在实验室内被发现，但其温和的合成条件表明其也有可能存在于自然界或某些工业生产过程中。

邹朝勇表示，这一研究不仅加深了我们对碳酸钙家族的认识，同时也突显了不稳定的无定形前驱体在形成新材料过程中的重要作用。这对于生物矿化、地质学和工业生产等领域都具有重要意义。

唐睿康教授认为这种全新的碳酸钙晶相是碳酸钙相变转化的一个中间环节。它的发现有助于进一步理解生物矿化中无定形碳酸钙的结构演变过程，为研究过程中更好地控制物质演变提供了新的视角。