عنصر كيميائي · صفحة مرجعية
30Zn

زنك

زنك عنصر كيميائي عدده الذري 30 ورمزه Zn. يقع في الدورة 4، المجموعة 12 ضمن القطاع d. حالته المرجعية عند درجة حرارة الغرفة هي صلب، وتوزيعه الإلكتروني [Ar] 3d10 4s2.

العدد الذري30
الكتلة الذرية القياسية65.38(2)
المجموعة12
الدورة4
القطاعd
التوزيع الإلكتروني[Ar] 3d10 4s2
البنية الإلكترونية

ما الذي يتحكم في كيميائه؟

يؤثر امتلاء تحت المستوى d مباشرة في كيمياء زنك. تقارب طاقات إلكترونات s وd في الفلزات الانتقالية يسمح بعدة حالات أكسدة وتكوين معقدات تناسقية ونشاط حفزي متنوع.

التوزيع الإلكتروني لـزنك هو [Ar] 3d10 4s2. عند فقد الإلكترونات أو إعادة ترتيبها في المركبات يتغير إشغال مدارات d، وهو ما ينعكس على اللون والمغناطيسية ونوع الروابط والتفاعلية.

الأشكال الكيميائية

المركبات والأيونات والمواد

تشمل الأشكال الكيميائية المهمة لـزنك الفلز والسبائك والأكاسيد والهاليدات والمعقدات التناسقية. تقارب طاقات إلكترونات s وd يسمح بعدة حالات أكسدة، ويمكن للربيطات أن تغير اللون والمغناطيسية والتفاعلية بوضوح.

السلوك الفيزيائي

الحالة وتحولات الطور

الحالة المرجعية عند درجة حرارة الغرفة هي صلب. الكثافة المدرجة هي 7.14 g/cm³. نقطة الانصهار هي 692.7 K (419.5 °C). نقطة الغليان هي 1 180 K (906.9 °C). يمكن أن تغير الضغوط والنقاوة والبنية البلورية والمتآصلات القيم المقاسة، لذلك تبقى شروط القياس جزءاً مهماً من قراءة البيانات الفيزيائية.

الوجود والاستخدامات

أين يوجد زنك وكيف يُستخدم؟

عملياً يظهر زنك في تطبيقات مرتبطة بـالجلفنة، نحاس أصفر وعلم الأحياء. وقد تأتي الخاصية المستغلة من العنصر النقي أو سبيكة أو مركب أو نظير محدد، لذلك تبقى الصورة الكيميائية مهمة عند تفسير الاستخدام الحقيقي.

عملياً

أمثلة على استخدامات حقيقية

الجلفنة

تحمي طبقة من زنك الفولاذ لأنها تتأكسد تفضيلياً وتعمل كطبقة تضحية قبل المعدن الأساسي.

نحاس أصفر

يجمع النحاس الأصفر المكوّن من النحاس والزنك بين قابلية التشكيل ومقاومة التآكل وخواص ميكانيكية مفيدة.

علم الأحياء

تشارك أيونات زنك أو مركباته في تراكيب حيوية أو إنزيمات أو إشارات خلوية أو عمليات أيضية.

الموقع الدوري

ماذا تخبرنا العناصر المجاورة؟

يقع زنك في الدورة 4 والمجموعة 12. العناصر المجاورة المعروضة هي: ألومنيوم؛ نحاس؛ غاليوم؛ فضة؛ كادميوم؛ إنديوم. يسمح هذا الموقع بمقارنة حجم الذرة وطاقة التأين وحالات الأكسدة واتجاهات الروابط مباشرة مع العناصر القريبة في الجدول الدوري.

بيانات مرجعية

الخواص الفيزيائية والذرية

التصنيففلز انتقالي
الحالة عند درجة حرارة الغرفةصلب
الأغلفة الإلكترونية2 · 8 · 18 · 2
الكثافة7.14 g/cm³
نقطة الانصهار692.7 K (419.5 °C)
نقطة الغليان1 180 K (906.9 °C)
الكهرسلبية على مقياس باولنغ1.65
طاقة التأين الأولى906.4 kJ/mol
الألفة الإلكترونية—

تصف القيم العنصر أو الذرة المتعادلة حيثما ينطبق ذلك. وقد تعتمد البيانات الفيزيائية على المتآصل والضغط والنقاوة وظروف القياس.

التاريخ

الاكتشاف والتعرّف

يعكس تاريخ زنك تطور الكيمياء من التعرف إلى المواد إلى تحديد العنصر وعدده الذري. وكثيراً ما وقع الاكتشاف والتنقية وفهم البنية الذرية في أزمنة مختلفة.

النظائر والكتلة الذرية

كيف يغير تركيب النظائر القيم؟

الكتلة الذرية القياسية المدرجة لـزنك هي 65.38(2). تمثل هذه القيمة تركيب النظائر في المواد الطبيعية على الأرض، لا كتلة ذرة واحدة بعينها.

لـزنك نظير مستقر واحد على الأقل. تمتلك جميع النظائر العدد نفسه من البروتونات، لكنها تختلف في عدد النيوترونات وبالتالي في الكتلة الذرية.

السلامة

المناولة والتعرض

تعتمد مخاطر زنك على الصورة الكيميائية والجرعة وطريق التعرض. قد تختلف التأثيرات الحيوية والبيئية للعنصر الحر وأيوناته ومركباته اختلافاً كبيراً، ولذلك يجب الرجوع إلى بيانات سلامة المادة المحددة.