Nguyên tố hóa học · trang tham khảo

30Zn

Kẽm

Kẽm là nguyên tố hóa học có số hiệu nguyên tử 30, ký hiệu Zn. Nó nằm ở chu kỳ 4, nhóm 12, khối d. Ở nhiệt độ phòng, trạng thái tham chiếu là rắn; cấu hình electron là [Ar] 3d10 4s2.

Số hiệu nguyên tử30

Nguyên tử khối chuẩn65.38(2)

Nhóm12

Chu kỳ4

Khốid

Cấu hình electron[Ar] 3d10 4s2

Cấu trúc electron

Yếu tố nào chi phối hóa học của nguyên tố

Phân lớp d tham gia trực tiếp vào hóa học của Kẽm. Ở kim loại chuyển tiếp, các electron có mức năng lượng gần nhau có thể cùng tham gia liên kết, vì vậy thường xuất hiện nhiều trạng thái oxi hóa, phức chất phối trí và hoạt tính xúc tác.

Cấu hình electron [Ar] 3d10 4s2 cần được đọc cùng trạng thái oxi hóa của hợp chất. Khi electron bị lấy đi hoặc được sắp xếp lại, mức chiếm chỗ của orbital d có thể thay đổi, kéo theo thay đổi về màu sắc, từ tính, kiểu liên kết và độ phản ứng.

Các dạng hóa học

Hợp chất, ion và vật liệu

Những dạng hóa học quan trọng của Kẽm gồm kim loại và hợp kim, oxide, halide và phức chất phối trí. Electron s và d có năng lượng gần nhau nên nhiều trạng thái oxi hóa có thể tồn tại; phối tử quanh ion kim loại có thể làm thay đổi mạnh màu sắc, từ tính và độ phản ứng.

Tính chất vật lý

Trạng thái và chuyển pha

Trạng thái tham chiếu ở nhiệt độ phòng là rắn. Mật độ được liệt kê là 7.14 g/cm³. Điểm nóng chảy là 692.7 K (419.5 °C). Điểm sôi là 1 180 K (906.9 °C). Áp suất, độ tinh khiết, cấu trúc tinh thể hoặc dạng thù hình có thể làm thay đổi các giá trị vật lý đo được.

Sự hiện diện và ứng dụng

Kẽm được gặp và sử dụng ở đâu

Trong thực tế, Kẽm thường được gặp trong các ứng dụng liên quan đến mạ kẽm, đồng thau và sinh học. Tùy trường hợp, tính chất được khai thác có thể thuộc về nguyên tố tinh khiết, một hợp chất, hợp kim hoặc một đồng vị cụ thể.

Trong thực tế

Ví dụ về các ứng dụng thực tế

Mạ kẽm

Lớp phủ Kẽm bảo vệ thép bằng cách ưu tiên bị oxy hóa, tạo cơ chế bảo vệ hy sinh cho kim loại nền.

Đồng thau

Trong lĩnh vực đồng thau, Kẽm hoặc các hợp chất của nó được lựa chọn vì những tính chất hóa học, vật lý hoặc hạt nhân phù hợp với ứng dụng cụ thể.

Sinh học

Ion hoặc hợp chất của Kẽm tham gia vào cấu trúc sinh học, enzyme, tín hiệu tế bào hoặc chuyển hóa, tùy nguyên tố và nồng độ.

Vị trí tuần hoàn

Các nguyên tố lân cận cho biết điều gì

Kẽm nằm ở chu kỳ 4, nhóm 12. Trong vùng lân cận hiển thị ở đây có Nhôm, Đồng, Gali, Bạc, Cadmi và Indi. Những vị trí này cho phép so sánh trực tiếp kích thước nguyên tử, năng lượng ion hóa, trạng thái oxi hóa và xu hướng liên kết với các nguyên tố gần nhau trong bảng tuần hoàn.

Dữ liệu tham khảo

Tính chất vật lý và nguyên tử

Phân loạikim loại chuyển tiếp

Trạng thái ở nhiệt độ phòngrắn

Các lớp electron2 · 8 · 18 · 2

Mật độ7.14 g/cm³

Điểm nóng chảy692.7 K (419.5 °C)

Điểm sôi1 180 K (906.9 °C)

Độ âm điện Pauling1.65

Năng lượng ion hóa thứ nhất906.4 kJ/mol

Ái lực electron—

Các giá trị mô tả nguyên tố hoặc nguyên tử trung hòa khi thích hợp. Dữ liệu vật lý có thể phụ thuộc vào dạng thù hình, áp suất và điều kiện đo.

Lịch sử

Phát hiện và nhận diện

Lịch sử của Kẽm phản ánh sự phát triển của hóa học từ nhận biết vật liệu đến xác định nguyên tố và số hiệu nguyên tử. Việc phát hiện, tách mẫu tinh khiết và hiểu cấu trúc nguyên tử thường diễn ra ở những thời điểm khác nhau.

Đồng vị và nguyên tử khối

Thành phần đồng vị làm thay đổi các con số như thế nào

Nguyên tử khối chuẩn là 65.38(2). Giá trị này phản ánh thành phần đồng vị của vật chất tự nhiên trên Trái Đất, không phải khối lượng của một nguyên tử riêng lẻ.

Kẽm có ít nhất một đồng vị bền. Các đồng vị có cùng số proton nên vẫn là cùng một nguyên tố, nhưng khác số neutron và vì vậy khác khối lượng nguyên tử.

An toàn

Xử lý và phơi nhiễm

Nguy cơ liên quan đến Kẽm phụ thuộc vào dạng hóa học, liều lượng và đường phơi nhiễm. Nguyên tố tinh khiết, ion và các hợp chất của nó có thể có tác động sinh học và môi trường rất khác nhau, vì vậy cần kiểm tra dữ liệu an toàn của chất thực tế được sử dụng.