יסוד כימי · דף עיון
30Zn

אבץ

אבץ הוא יסוד כימי שמספרו האטומי 30 וסמלו Zn. הוא נמצא במחזור 4, קבוצה 12 ובבלוק d. מצבו הייחוסי בטמפרטורת החדר הוא מוצק, ותצורת האלקטרונים שלו היא [Ar] 3d10 4s2.

מספר אטומי30
משקל אטומי תקני65.38(2)
קבוצה12
מחזור4
בלוקd
תצורת אלקטרונים[Ar] 3d10 4s2
מבנה אלקטרוני

מה קובע את הכימיה שלו?

אכלוס תת-הרמה d משפיע ישירות על הכימיה של אבץ. הקרבה באנרגיה בין אלקטרוני s ו-d מאפשרת מצבי חמצון שונים, יצירת קומפלקסים ופעילות קטליטית מגוונת.

תצורת האלקטרונים של אבץ היא [Ar] 3d10 4s2. כאשר אלקטרונים אובדים או מסתדרים מחדש בתרכובות, משתנה אכלוס אורביטלות d, ולכן יכולים להשתנות צבע, מגנטיות, קשרים כימיים ותגובתיות.

צורות כימיות

תרכובות, יונים וחומרים

הצורות הכימיות החשובות של אבץ כוללות את המתכת, סגסוגות, תחמוצות, הלידים וקומפלקסים. האנרגיות הקרובות של אלקטרוני s ו-d מאפשרות כמה מצבי חמצון, וליגנדים יכולים לשנות בבירור צבע, מגנטיות ותגובתיות.

התנהגות פיזיקלית

מצב ושינויי פאזה

המצב הפיזיקלי הייחוסי בטמפרטורת החדר הוא מוצק. הצפיפות המופיעה היא 7.14 g/cm³. נקודת ההתכה היא 692.7 K (419.5 °C). נקודת הרתיחה היא 1 180 K (906.9 °C). לחץ, טוהר, מבנה גבישי ואלוטרופים יכולים לשנות ערכים נמדדים, ולכן תנאי המדידה הם חלק חשוב מקריאת הנתונים הפיזיקליים.

הימצאות ושימושים

איפה נמצא אבץ וכיצד משתמשים בו?

בפועל, אבץ מופיע ביישומים כגון גילוון, פליז וביולוגיה. התכונה המנוצלת יכולה להגיע מן היסוד הטהור, מסגסוגת, מתרכובת או מאיזוטופ מסוים, ולכן חשוב תמיד להבחין בין היסוד לבין הצורה הכימית שמשמשת בפועל.

בפועל

דוגמאות לשימושים ממשיים

גילוון

שכבה של אבץ יכולה להגן על פלדה באמצעות חמצון מועדף: היא נפגעת לפני המתכת שמתחתיה ולכן פועלת כאנודה מקריבה.

פליז

בתחום פליז, אבץ משמש כדי לשנות מבנה, חוזק, קשיות, עמידות בפני קורוזיה או התנהגות בטמפרטורות גבוהות של מתכות וסגסוגות.

ביולוגיה

בהקשר של ביולוגיה, התפקיד של אבץ תלוי בצורה הכימית, בכמות ובאופן שבו הוא משתתף במבנים ביולוגיים, במטבוליזם או בטכניקות רפואיות.

מיקום מחזורי

מה מספרים היסודות השכנים?

אבץ נמצא במחזור 4 ובקבוצה 12. היסודות הסמוכים המוצגים כאן הם: אלומיניום; נחושת; גליום; כסף; קדמיום; אינדיום. המיקום הזה מאפשר להשוות ישירות גודל אטומי, אנרגיית יינון, מצבי חמצון ומגמות בקשרים כימיים עם יסודות קרובים בטבלה המחזורית.

נתוני ייחוס

תכונות פיזיקליות ואטומיות

סיווגמתכת מעבר
מצב בטמפרטורת החדרמוצק
קליפות אלקטרונים2 · 8 · 18 · 2
צפיפות7.14 g/cm³
נקודת התכה692.7 K (419.5 °C)
נקודת רתיחה1 180 K (906.9 °C)
אלקטרושליליות לפי פאולינג1.65
אנרגיית יינון ראשונה906.4 kJ/mol
זיקה אלקטרונית—

הערכים מתארים את היסוד או את האטום הנייטרלי כאשר הדבר רלוונטי. נתונים פיזיקליים עשויים להשתנות עם האלוטרופ, הלחץ, הטוהר ותנאי המדידה.

היסטוריה

גילוי וזיהוי

ההיסטוריה של אבץ משקפת את התפתחות הכימיה מן הזיהוי של חומר ועד להבנת היסוד והמספר האטומי שלו. גילוי, טיהור והבנת המבנה האטומי התרחשו לעיתים בתקופות שונות.

איזוטופים ומשקל אטומי

כיצד הרכב האיזוטופים משנה את המספרים?

המשקל האטומי התקני הרשום של אבץ הוא 65.38(2). ערך זה משקף את הרכב האיזוטופים בחומרים טבעיים על פני כדור הארץ, ולא את המסה של אטום יחיד מסוים.

לאבץ יש לפחות איזוטופ יציב אחד. לכל האיזוטופים אותו מספר פרוטונים ולכן אותה זהות כימית, אך מספר שונה של נייטרונים ומסה אטומית שונה.

בטיחות

טיפול וחשיפה

הסכנות הקשורות לאבץ תלויות בצורה הכימית, במינון ובדרך החשיפה. היסוד החופשי, היונים והתרכובות שלו יכולים להיות שונים מאוד בהשפעתם הביולוגית והסביבתית, ולכן יש לבדוק נתוני בטיחות לחומר שבו מטפלים בפועל.