Chemische Eigenschaften von Zink (25 Fakten, die Sie kennen sollten)

Zn oder Zink ist ein Grenzmetall von weicher Natur und kommt in der Erdkruste vor. Lassen Sie uns Zink im Detail erklären.

Zn gehört zur gleichen Gruppe wie Cadmium und Quecksilber und ist in seinen Eigenschaften Mg ähnlich. Es hat ein gefülltes 3D-Orbital und verhält sich aus diesem Grund anders als die übrigen Übergangselemente der gleichen Periode. Es hat ein höheres Reduktionspotential, so dass es verschiedene Elektrolysezellen verwenden kann.

Bei Raumtemperatur erscheint es als glänzendes sprödes Metall, aber wenn die Oxidation entfernt wird, erscheint es in der Farbe glänzend gräulich. Lassen Sie uns in diesem Artikel einige der chemischen Eigenschaften von Zink wie Schmelzpunkt, Siedepunkt, Ordnungszahl usw. diskutieren.

1. Zinksymbol

Symbole werden verwendet, um das Element auszudrücken, indem ein oder zwei Buchstaben des englischen oder lateinischen Alphabets des chemischen Namens verwendet werden. Lassen Sie uns das Atomsymbol von Zink vorhersagen.

Das Atomsymbol von Zink ist „Zn“, da der Name mit dem englischen Alphabet Z beginnt. Aber Z stellt eine Ordnungszahl jedes Elements im Periodensystem dar, daher verwenden wir die ersten beiden aufeinanderfolgenden Buchstaben des englischen Alphabets von Zink, um es zu unterscheiden aus anderen Elementen.

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Zink-Atomsymbol

2. Zinkgruppe im Periodensystem

Vertikale Linien oder Spalten der Periodensystem werden als die jeweilige Gruppe des Periodensystems bezeichnet. Lassen Sie uns die Zinkgruppe im Periodensystem vorhersagen.

Die Gruppe von Zink im Periodensystem ist 12. Weil es a ist Grenzübergangsmetall, und können Dikationen bilden. Es wird also als Element in die 12. Gruppe eingeordnetIm Mendelejew-Periodensystem ist es Gruppe 12, aber in der modernen Tabelle wird es gemäß der Niederschlagstabelle als IIB-Gruppe platziert.

3. Zinkperiode im Periodensystem

Eine horizontale Zeile oder Zeile des Periodensystems, in der jedes Element durch seine letzte Hauptquantenzahl platziert ist, wird als Periode bezeichnet. Lassen Sie uns die Periode von Zink vorhersagen.

Zink gehört zur Periode 4 im Periodensystem, weil es mehr als 18 Elektronen in der Valenzschale hat. Bis zur Periode 3 gibt es 18 Elektronen, die gut platziert sind, sodass die verbleibenden 12 Elektronen für das Zn 4 erhaltenth Periode und 12th Gruppe.

4. Zinkblock im Periodensystem

Das Orbital, in dem sich die Valenzelektronen des Elements befinden, wird als Block des Periodensystems bezeichnet. Lassen Sie uns den Zinkblock vorhersagen.

Zink ist ein D-Block-Element weil die Valenzelektronen im d-Orbital vorhanden sind. Zn hat auch ein 4s-Orbital, aber die äußersten Elektronen sind gemäß der Austauschenergie und dem Aufbauprinzip im 3d-Orbital vorhanden.

5. Ordnungszahl von Zink

Der Wert von Z, bekannt als die Ordnungszahl, ist die Gesamtzahl der Elektronen. Lassen Sie uns die Ordnungszahl von Zink finden.

Die Ordnungszahl von Zink ist 30, was bedeutet, dass es 38 Protonen hat, weil die Anzahl der Protonen immer gleich der Anzahl der Elektronen ist. Aus diesem Grund werden sie durch die Neutralisierung gleicher und entgegengesetzter Ladungen neutral.

6. Atomgewicht von Zink

Die Masse des Elements wird als Gewicht bezeichnet, das in Bezug auf einen Standardwert gemessen wird. Lassen Sie uns das Atomgewicht von Zink berechnen.

Das Atomgewicht von Zink auf der 12Die C-Skala ist 65, was bedeutet, dass das Gewicht von Zink 65/12 beträgtth Teil des Gewichts des Kohlenstoffelements. Das ursprüngliche Atomgewicht von Zink beträgt 65.38, da das Atomgewicht das durchschnittliche Gewicht aller Isotope des Elements ist.

7. Zink-Elektronegativität nach Pauling

Die Pauling-Elektronegativität ist die Kraft, jedes andere Element für dieses bestimmte Atom anzuziehen. Lassen Sie uns die Elektronegativität von Zink vorhersagen.

Die Elektronegativität von Zink gemäß der Pauling-Skala beträgt 1.65, was bedeutet, dass es von Natur aus elektropositiver ist und Elektronen an sich ziehen kann. Das elektronegativste Atom gemäß der Pauling-Skala im Periodensystem ist Fluor mit einer Elektronegativität von 4.0.

8. Atomare Dichte von Zink

Die Anzahl der pro Volumeneinheit eines Atoms vorhandenen Atome wird als Atomdichte des jeweiligen Elements bezeichnet. Lassen Sie uns die Atomdichte von Zink berechnen.

Die Atomdichte von Zink beträgt 7.14 g/cm3 was berechnet werden kann, indem man die Masse von Zink mit seinem Volumen dividiert. Die Atomdichte bedeutet die Anzahl der pro Volumeneinheit vorhandenen Atome, aber die Ordnungszahl ist die Anzahl der Elektronen, die in der Valenz und im inneren Orbital vorhanden sind.

  • Die Dichte wird nach der Formel Atomdichte = Atommasse / Atomvolumen berechnet.
  • Die Atommasse oder das Gewicht von Zink beträgt 65.38 g
  • Das Volumen des Zinkmoleküls beträgt 22.4 Liter bei STP gemäß Avogardos Berechnung
  • Die Atomdichte von Zink beträgt also 65.38/(9.15) = 7.14 g/cm3

9. Schmelzpunkt von Zink

Der Übergang von seinem festen Zustand in einen flüssigen Zustand bei einer bestimmten Temperatur wird als Schmelzpunkt dieses bestimmten Elements bezeichnet. Finden wir den Schmelzpunkt von Zink.

Das Schmelzpunkt von Zink beträgt 419.50 C oder 692.5 K, da Zink bei Raumtemperatur als Feststoff vorliegt und eine hexagonal dicht gepackte Struktur annimmt. Es benötigt weniger Energie, um den Kristall zu einer Flüssigkeit zu schmelzen. Durch Erhöhen der Temperatur können die Elemente in einer guten Anordnung platziert werden.

10. Siedepunkt von Zink

Der Siedepunkt ist der Punkt, an dem der Dampfdruck eines Elements gleich seinem atmosphärischen Druck wird. Lassen Sie uns den Siedepunkt von Zink finden.

Das Siedepunkt von Zink beträgt 9070 °C oder 1180 K, da es bei Raumtemperatur in fester Form vorliegt und außerdem ein leichteres Übergangsmetallelement ist.

Die Anziehungskraft des Van der Waal ist gering. Daher ist eine hohe Wärmeenergie erforderlich, um Zink zu sieden. Die feste Form von Zink liegt bei Raumtemperatur oder einer höheren Temperatur als seinem Schmelzpunkt vor.

11. Zink-Van-der-Waals-Radius

Der Van-der-Waal-Radius ist das imaginäre Maß zwischen zwei Atomen, wo sie nicht ionisch oder kovalent gebunden sind. Lassen Sie uns den Van-der-Waal-Radius von Zink finden.

Der Van-der-Waal-Radius des Zinkmoleküls beträgt 139 pm, da Zn ein 4s- und ein gefülltes 3d-Orbital hat, sodass es eine sehr schlechte Abschirmwirkung hat. Aus diesem Grund erhöht sich die Kernanziehungskraft für das äußerste Orbital und verringert den Radius.

  • Der Radius von Van der Waal wird durch die mathematische Formel berechnet, die den Abstand zwischen zwei Atomen berücksichtigt, wobei Atome kugelförmig sind.
  • Van der Waals Radius ist Rv = DAA / 2
  • Wo R.steht für den Van-Waal-Radius des Moleküls mit Kugelform
  • dAA ist der Abstand zwischen zwei benachbarten Kugeln des atomaren Moleküls oder die Summe eines Radius von zwei Atomen.

12. Zinkionenradius

Die Summierung von Kation und Anion nennt man die Ionenradius des Elements. Lassen Sie uns den Ionenradius von Zink finden.

Der Ionenradius von Zink beträgt 139 pm, was dem kovalenten Radius entspricht, da bei Zink das Kation und das Anion gleich sind und es sich nicht um ein ionisches Molekül handelt. Vielmehr bildet es sich durch die kovalente Wechselwirkung zwischen zwei Zinkatomen.

13. Zinkisotope

Elemente mit gleicher Elektronenzahl, aber unterschiedlicher Massenzahl werden genannt Isotope des ursprünglichen Elements. Lassen Sie uns die Isotope von Zink diskutieren.

Zink hat 39 Isotope basierend auf ihrer Neutronenzahl, die unten aufgeführt sind:

  • 54Zn
  • 55Zn
  • 56Zn
  • 57Zn
  • 58Zn
  • 59Zn
  • 60Zn
  • 61Zn
  • 61m1Zn
  • 61m2Zn
  • 61m3Zn
  • 62Zn
  • 63Zn
  • 64Zn
  • 65Zn
  • 65mZn
  • 66Zn
  • 67Zn
  • 68Zn
  • 69Zn
  • 69mZn
  • 70Zn
  • 71Zn
  • 71mZn
  • 72Zn
  • 73Zn
  • 73m1Zn
  • 73m2Zn
  • 74Zn
  • 75Zn
  • 76Zn
  • 77Zn
  • 77mZn
  • 78Zn
  • 78mZn
  • 79Zn
  • 80Zn
  • 81Zn
  • 82Zn
  • 83Zn

Stabile Isotope werden im folgenden Abschnitt unter 39 Isotopen von Zink diskutiert:

IsotopNatürliche
Fülle
HalbwertszeitEmittieren
Partikel
Anzahl der
Neutron
64Zn49.2%StabilN / A34
65ZnSynthetik244 dε, γ35
66Zn27.7%StabilN / A36
67Zn4%StabilN / A37
68Zn18.5%StabilN / A38
69ZnSynthetik56 Min.β39
69mZnSynthetik13.8 Stundenβ39
70Zn0.6%StabilN / A40
71ZnSynthetik2.4 Min.β41
71mZnSynthetik4 Stundenβ41
72ZnSynthetik46.5 Stundenβ42
Isotope von Zink

65Zink, 69Zink,69mZink, 71Zink, 71mZink, und 72Zn sind radioaktive Isotope von Zink und können radioaktive Partikel abgeben. 65Zink, 69Zink,69mZink, 71Zink, 71mZink, und 72Zn sind synthetisch hergestellte Isotope von Zink unter allen und der Rest wird natürlich gewonnen.

14. Elektronische Schale aus Zink

Die Hülle, die den Kern nach der Hauptquantenzahl umgibt und die Elektronen hält, wird als elektronische Hülle bezeichnet. Lassen Sie uns die elektronische Hülle von Zink besprechen.

Die elektronische Schalenverteilung von Zink ist 2 2 6 2 6 10 2, weil es s-, p- und d-Orbitale um den Kern hat. Da es mehr als 18 Elektronen hat und um 30 Elektronen anzuordnen, benötigt es 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 3d, 4s und Orbitale.

15. Zinkelektronenkonfigurationen

Die elektronische Konfiguration ist eine Anordnung der Elektronen im verfügbaren Orbital unter Berücksichtigung der Hundschen Regel. Lassen Sie uns die elektronische Konfiguration des Zinks diskutieren.

Die elektronische Konfiguration von Zink ist 1s22s22p63s23p3d104s2 weil es 30 Elektronen hat und diese Elektronen auf das nächste Orbital der s-, p- und d-Orbitale des Kerns und für die 1 platziert werden solltenst,2nd, 3rd und 4th Orbitale.

  • Aufgrund der Austauschenergie treten Elektronen zuerst in das 4s-Orbital und dann in das 3d ein.
  • Wobei die erste Zahl für die Hauptquantenzahl steht
  • Der Buchstabe steht für Orbital und die Suffixzahl ist die Anzahl der Elektronen.
  • Aber viele Elemente haben je nach Anzahl der Elektronen mehr Hauptquantenzahlen.
  • Ar hat 18 Elektronen, also sind die restlichen Elektronen nach der Edelgaskonfiguration vorhanden.
  • Daher wird es als [Ar]4s bezeichnet23d10.

16. Zinkenergie der ersten Ionisation

Erstens ist IE die Energie, die für die Entfernung eines Elektrons aus dem Valenzorbital seines Oxidationszustands Null erforderlich ist. Lassen Sie uns die erste Ionisierung von Zink vorhersagen.

Der erste Ionisationswert für Zn ist 906.4 KJ/Mol weil das Elektron aufgrund der geringeren Abschirmung aus dem gefüllten 4s-Orbital entfernt wurde. Die Energie, die erforderlich ist, um ein Elektron aus 4s zu entfernen, ist geringer als bei anderen Orbitalen von Zn. Aber es erforderte viel mehr Energie als erwartet.

17. Zinkenergie der zweiten Ionisation

Der zweite IE ist die Energie, die für die Entfernung eines Elektrons aus dem verfügbaren Orbital aus der Oxidationsstufe +1 erforderlich ist. Sehen wir uns die zweite Ionisationsenergie von Zink an.

Die 2nd Die Ionisationsenergie von Zink beträgt 1733 KJ/mol, da im 2nd Ionisation werden Elektronen aus dem halbgefüllten 4s-Orbital entfernt. Wenn ein Elektron aus einem halb gefüllten Orbital entfernt wird, benötigt es mehr Energie, und außerdem ist +1 der stabile Zustand für Zn. Daher die 2nd Die Ionisationsenergie ist sehr hoch als 1st.

18. Zinkenergie der dritten Ionisierung

Das Entfernen des dritten Elektrons aus dem äußersten oder vorletzten Orbital eines Elements mit einer Oxidationsstufe von +2 ist das dritte IE. Lassen Sie uns das dritte IE von Zink vorhersagen.

Die dritte Ionisationsenergie für Zn beträgt 3833 KJ/mol, weil -

  • Das Entfernen von Elektronen aus einem gefüllten Orbital erfordert immer viel mehr Energie als erwartet, da die Stabilität verloren geht.
  •  Elektronen werden aufgrund von Austauschenergie aus einem gefüllten 3D-Orbital entfernt.
  • Das 3D-Orbital hat eine schlechte Abschirmwirkung, sodass es das äußere Elektron nur sehr schlecht vom Kern abschirmen kann.
  •  Aus diesem Grund wird die Kernanziehungskraft auf das äußerste Elektron erhöht und das Entfernen des Elektrons erfordert eine viel höhere Energie.

19. Oxidationsstufen von Zink

Während der Bindungsbildung wird die Ladung, die auf dem Element erscheint, als Oxidationszustand bezeichnet. Lassen Sie uns den Oxidationszustand von Zink vorhersagen.

Die stabile Oxidationsstufe von Zink ist +2, weil es zwei Elektronen im s-Orbital hat. Wenn das Elektron entfernt wird, hat Zn das 3D-Orbital gefüllt und verleiht aufgrund der Null-Austauschenergie eine gewisse zusätzliche Stabilität. Daher hat es einen stabilen Oxidationszustand von +2.

20. CAS-Nummer für Zink

Die CAS-Nummer oder CAS-Registrierung für jedes Element wird verwendet, um das eindeutige Element zu identifizieren. Teilen Sie uns die CAS-Nummer des Zinks mit.

Die CAS-Nummer des Zinkmoleküls ist 7440-66-6, die vom Chemical Abstracts Service bereitgestellt wird.

21. Zink-Chem-Spider-ID

Chem Spider ID ist die spezielle Nummer, die einem bestimmten Element von der Royal Society of Science gegeben wird, um seinen Charakter zu identifizieren. Lassen Sie uns darüber für Zink sprechen.

Die Chem Spider ID für Zink lautet 29723. Anhand dieser Zahl können wir alle chemischen Daten des Zinkatoms auswerten. Wie die CAS-Nummer ist auch sie für alle Elemente unterschiedlich.

22. Zink allotrope Formen

Allotrope sind Elemente oder Moleküle mit ähnlichen chemischen Eigenschaften, aber unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften. Lassen Sie uns die allotrope Form von Zink diskutieren.

Zink hat keine allotropen Formen, da es keine Verkettungseigenschaften wie Kohlenstoff zeigt. Es ist nur ein grenzwertiges Übergangsmetall.

23. Chemische Einstufung von Zink

Basierend auf der chemischen Reaktivität und Art werden die Elemente in eine spezielle Klasse eingeteilt. Teilen Sie uns die chemische Klassifizierung von Zink mit.

Zink wird in die folgenden Kategorien eingeteilt:

  • Zn ist ein leichteres Übergangsmetallelement
  • Zn ist ein Reduktionsmittel
  • Auch Zn wird aufgrund der Reaktionsneigung zu Carbonyl als reaktiv eingestuft.
  • Zn ist spröder und leitet Strom gemäß elektrischem Leitwert.

24. Zinkzustand bei Raumtemperatur

Der physikalische Zustand eines Atoms ist der Zustand, in dem ein Element bei Raumtemperatur und Normaldruck existiert. Lassen Sie uns den Zustand von Zn bei Raumtemperatur vorhersagen.

Zink liegt bei Raumtemperatur in festem Zustand vor, da es eine höhere Van-der-Waal-Wechselwirkung aufweist. In der Kristallform nimmt es eine hexagonale, dicht gepackte Struktur an, sodass die Atome sehr nahe beieinander liegen. Die Zufälligkeit des Atoms ist bei Raumtemperatur sehr hoch.

Der feste Zustand von Zink kann bei einer sehr niedrigen Temperatur in einen flüssigen umgewandelt werden, wobei die Zufälligkeit für das Zinkatom verringert wird.

25. Ist Zink paramagnetisch?

Paramagnetismus ist die Tendenz der Magnetisierung in Richtung des Magnetfelds. Mal sehen, ob Zink paramagnetisch ist oder nicht.

Zink ist nicht paramagnetisch, sondern ist es diamagnetisch in der Natur aufgrund des Vorhandenseins eines gepaarten Elektrons in seinem 4s-Orbital und alle Elektronen in seinem 3d-Orbital sind ebenfalls gepaarte Form. Nach der ersten Ionisierung wird Zn+ ist von Natur aus paramagnetisch, weil es ein ungepaartes Elektron für das 4s-Orbital gibt.

Zusammenfassung

Zn ist ein grenzwertiges Übergangselement, aufgrund seines höheren Reduktionspotentials kann es in einer galvanischen Zelle verwendet werden. Aufgrund seiner Reduktionstendenz kann es auch als Reduktionsmittel in vielen organischen Reaktionen verwendet werden. Es kann amphoteres Oxid bilden.