Kémiai elem · adatlap

30Zn

Cink

A cink 30 rendszámú kémiai elem (Zn), a 4. periódus 12. csoportjában, a d-mezőben található. Szobahőmérsékleten a referencia szerinti halmazállapot: szilárd. Elektronkonfigurációja: [Ar] 3d10 4s2.

Rendszám30

Standard atomtömeg65.38(2)

Csoport12

Periódus4

Meződ

Elektronkonfiguráció[Ar] 3d10 4s2

Elektronszerkezet

Mi határozza meg a kémiai viselkedését

A d-alhéj részt vesz a cink kémiájában. Az átmenetifémek hasonló energiájú elektronokat használhatnak a kötésképzésben, ezért a d-mezőben gyakoriak a változó oxidációs állapotok, a koordinációs vegyületek és a katalitikus viselkedés.

A [Ar] 3d10 4s2 elektronkonfigurációt a vegyület oxidációs állapotával együtt kell értelmezni: elektronok eltávolítása megváltoztatja a d-pályák betöltöttségét, és ezzel a színt, mágnesességet, kötésviszonyokat és reakciókészséget is.

Kémiai formák

Vegyületek, ionok és anyagok

A cink fontos kémiai formái közé tartozik a fém és ötvözetei, az oxidok, halogenidek és koordinációs vegyületek. A változó oxidációs állapotok gyakoriak, mert az s- és d-elektronok energiája hasonló, a fémion körüli ligandumok pedig erősen módosíthatják a színt, mágnesességet és reakciókészséget.

Fizikai viselkedés

Halmazállapot és fázisátalakulások

A referencia szerinti halmazállapot szobahőmérsékleten szilárd. A megadott sűrűség 7.14 g/cm³. Az olvadáspont 692.7 K (419.5 °C). A forráspont 1 180 K (906.9 °C). A nyomás, a tisztaság és a kristályszerkezet módosíthatja a mért fizikai tulajdonságokat.

Előfordulás és felhasználás

A cink előfordulása és felhasználása

A gyakorlatban a cink többek között a következő területeken jelenik meg: Horganyzás, Sárgaréz és Biológia.

A gyakorlatban

Konkrét felhasználási példák

Horganyzás

A cinkbevonat azért védi az acélt, mert a cink előnyösen oxidálódik, és áldozati rétegként működik.

Sárgaréz

A réz–cink sárgaréz jól megmunkálható, korrózióálló és kedvező mechanikai tulajdonságú.

Biológia

A cink ionjai vagy vegyületei biológiai szerkezetekben, enzimekben, jelátviteli folyamatokban vagy az anyagcserében vehetnek részt.

Helye a periódusos rendszerben

Mit mutatnak a szomszédos elemek

A cink a 4. periódus 12. csoportjában található. A bemutatott környezetben réz és gallium között helyezkedik el ugyanabban a periódusban; kadmium közvetlenül alatta található ugyanabban a csoportban. Ezek a helyzetek lehetővé teszik az atomméret, az ionizációs energia és a kötési viselkedés összehasonlítását a közeli elemekkel.

Referenciaadatok

Fizikai és atomi tulajdonságok

Besorolásátmenetifém

Halmazállapot szobahőmérsékletenszilárd

Elektronhéjak2 · 8 · 18 · 2

Sűrűség7.14 g/cm³

Olvadáspont692.7 K (419.5 °C)

Forráspont1 180 K (906.9 °C)

Pauling-féle elektronegativitás1.65

Első ionizációs energia906.4 kJ/mol

Elektronaffinitás—

Az értékek az elemre, illetve ahol értelmezhető, a semleges atomra vonatkoznak. A fizikai adatok függhetnek az allotróp módosulattól, a nyomástól és a mérési körülményektől.

Történet

Felfedezés és azonosítás

A cink korai használatát Indiához kötik. Ez nem egyetlen modern felfedezési esemény: a korai használat, a kémiai azonosítás és a későbbi rendszám szerinti meghatározás külön szakasz.

Izotópok és atomtömeg

Hogyan befolyásolja az izotópösszetétel az értékeket

A standard atomtömeg 65.38(2). Ez az érték a természetes földi anyag izotópösszetételére vonatkozik, nem egyetlen konkrét atom tömegére.

A cink legalább egy stabil izotóppal rendelkezik. Az izotópok protonszáma azonos, ezért ugyanahhoz az elemhez tartoznak, neutronszámuk és atomtömegük azonban különbözik.

Biztonság

Kezelés és expozíció

A cink veszélyei a kémiai formától, a dózistól és az expozíció útjától függenek. Az elemi cink, ionjai és vegyületei nagyon eltérő biológiai és környezeti hatásúak lehetnek, ezért mindig a ténylegesen kezelt anyagra vonatkozó biztonsági adatokat kell ellenőrizni.