Zink Chemie

Zink - chemisches Zeichen Zn, Ordnungszahl 30 - ist ein bläulichweißes, sprödes, bei höheren Temperaturen (100 - 150 °C) walzbares und dehnbares, unedles, in hexagonal-dichtester Kugelpackung kristallisierendes chemisches Element aus der Gruppe der Übergangselemente (12. Gruppe; Schwermetall).

Übersicht: Allgemeine Daten zum Zink

Bezeichnung:Zink Symbol:Zn Ordnungszahl:30 Atommasse:65,38(2) u Periodensystem-Stellung:12. Gruppe, 4. Periode, d-Block. Gruppen-Zugehörigkeit:Übergangsmetalle, Zink-Gruppe. Entdeckung:Seit dem Altertum bekannt; erste Isolierung als Metall in Europa um 1700, in Asien vermutlich früher (Indien um 800). Bedeutung des Namens:Die deutsche Bezeichnung leitet sich von Zinke für Zack oder Zahn ab, da das metallische Zink zackenförmig erstarrt. Englischer Name:Zinc CAS-Nummer:7440-66-6 InChI-Key:HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N

Das Zink-Atom

Das Zn-Atom - und damit das chemische Element Zink - ist eindeutig durch die 30 positiv geladenen Protonen im Atomkern definiert. Für den elektrischen Ausgleich im ungeladenen Zink-Atom sorgt die gleiche Anzahl an Elektronen.

Für Unterschiede bei den Atomkernen sorgen die Kernbausteine der Neutronen. Diese Atomsorten werden unter dem Begriff Zink-Isotope bzw. Zink-Nuklide zusammengefasst (Isotopen-Daten: siehe dort).

Die irdischen Zink-Vorkommen bestehen aus einem Isotopengemisch fünf verschiedener Nuklide; die relative Atommasse wird daher mit 65,38(2) u angegeben.

Elektronenkonfiguration

Symbol

Kurzform

[Ar] 3d¹⁰ 4s²

Ionisierungsenergien

Die folgende Tabelle listet die Bindungsenergien bzw. die Ionisierungsenergien IE auf, also die erforderliche Energie in Elektronenvolt (eV), um ein bestimmtes Elektron von einem Zink-Atom zu trennen.

1. IE:	9,394199 eV	2. IE:	17,96439 eV	3. IE:	39,7233 eV	4. IE:	59,57 eV	5. IE:	82,6 eV	6. IE:	108 eV
7. IE:	134 eV	8. IE:	174 eV	9. IE:	203 eV	10. IE:	238 eV	11. IE:	274 eV	12. IE:	310,8 eV
13. IE:	419,7 eV	14. IE:	454 eV	15. IE:	490 eV	16. IE:	542 eV	17. IE:	579 eV	18. IE:	619 eV
19. IE:	698 eV	20. IE:	737,366 eV	21. IE:	1846 eV	22. IE:	1966 eV	23. IE:	2084 eV	24. IE:	2234 eV
25. IE:	2361 eV	26. IE:	2493 eV	27. IE:	2664 eV	28. IE:	2783 eV	29. IE:	11865,16 eV	30. IE:	12388,933 eV

Elektronenbindungsenergie

Die nachfolgende Tabelle listet die Elektronenbindungsenergien der einzelnen Zink-Elektronen in den jeweiligen Orbitalen auf. Die Werte sind in Elektronenvolt (eV) angegeben.

K	LI	LII	LIII
1s	2s	2p_1/2	2p_3/2
9659	1196,	1044,9	1021,8

MI	MII	MIII	MIV	MV
3s	3p_1/2	3p_3/2	3d_3/2	3d_5/2
139,8	91,4	88,6	10,2	10,1

Weitere Daten

Atomradius:142 pm (berechnet)
135 pm (empirisch, nach Slater) Kovalente Radien:122(4) pm (nach Cordero et al.)
118 pm (in Einfach-Bindungen, nach Pyykkö et al.)
120 pm (in Zweifach-Bindungen, nach Pyykkö et al.) Van-der-Waals-Radius:139 pm Molvolumen:9,16 cm³ mol^-1 Fluoreszenz-Ausbeute:ω_K: 0,486; ω_L1: 0,0018; ω_L2: 0,011; ω_L3: 0,012 Coster-Kronig-Übergänge:F₁₂: 0,29; F₁₃: 0,54; F₂₃: 0,026 Austrittsarbeit:3,73 eV Termsymbol:¹S₀

Ionenradius

Ionenradien des Zn(II)-Kations in Abhängigkeit von der Koordinationszahl in Picometern pm:

Ion	KoZ	I_effektiv	I_kristall	Anmerkungen
Zn²⁺ Zn²⁺ Zn²⁺	4 6 8	60 74 90	88

Spektrallinien des Zinks

Die nachfolgende Abbildung zeigt ein Emissionsspektrum des Zinks mit den charakteristischen Spektrallinien im sichtbaren Wellenlängenbereich zwischen 400 und 700 nm:

Chemische Daten

Elektronegativität:1,65 nach Pauling
1,66 nach Allred-Rochow
1,59 nach Allen
1,86 nach Sanderson
4,1332 eV nach Gosh-Gupta
4,45 eV nach PearsonElektronaffinität:-0,6(2) eV bzw. -58(20) kJ mol^-1Oxidationsstufen:+2 [-2, 0, +1)

Standardpotentiale

Normalpotential des Zinks:

E⁰ (V)	N_ox	Name Ox.	Ox.	e^-	⇔	Red.	Name Red.	N_ox
-1,260	+ II	Zink(II)-oxid	ZnO + H₂O	+ 2 e^-	⇔	Zn + 2 OH^-	Zink	0
-1,249	+ II	Zink(II)-hydroxid	Zn(OH)₂	+ 2 e^-	⇔	Zn + 2 OH^-	Zink	0
-1,199	+ II	Tetrahydroxyzinkat	Zn(OH)₄^2-	+ 2 e^-	⇔	Zn (s) + 4 OH^-	Zink	0
-0,7628	+ II	Zink(II)-Kation	Zn²⁺	+ 2 e^-	⇔	Zn (Amalgam)	Zink	0
-0,7618	+ II	Zink(II)-Kation	Zn²⁺	+ 2 e^-	⇔	Zn (s)	Zink	0

Material- und physikalische Eigenschaften des Zinks

Die nachfolgende Übersicht führt einige physikalische Daten sowie Materialeigenschaften des reinenm metallischen Zinks auf.

Schmelzpunkt:419,527 °C Schmelzenthalpie (molar):7,32 kJ mol^-1 Siedepunkt:907 °C Verdampfungsenthalpie:115,3 kJ mol^-1 Wärmekapazität:25,470 J mol^-1 K^-1 (molar)
0,388 J g^-1 K^-1 (spezifisch) Debye-Temperatur:329 K Thermische Leitfähigkeit:116 W m^-1 K^-1 Temperaturleitzahl:44 mm² s^-1 bei 20°C (Temperaturleitfähigkeit) Wärmeausdehnung:30,2 μm m^-1 K^-1 bei 25 °C Elektrische Leitfähigkeit:16,7 × 10⁶ A V^-1 m^-1 Elektrischer Widerstand:59,0 nΩ m bei 20 °C Dichte:7,14 g cm^-3
6,57 g cm^-3 (flüssig, am Schmelzpunkt) Elastizitätsmodul:104,5 GPa (Young Modulus) Kompressionsmodul (isotherm):59,8 GPa 300 K Kompressibilität (isotherm):0,0167 GPa^-1 300 K Poisson-Zahl:0,25 (Querdehnzahl, dimensionslos) Kristallstruktur:verzerrte, hexagonal dichteste Packung - hcp Gitterkonstanten:a = 265,9 pm / 290,6 pm Härte:nach Mohs: 2,5
nach Brinell: 0,412 GPa
nach Brinell (neu): 0,48 - 0,52 GPa (gegossen) Magnetismus:diamagnetisch Magnetische Suszeptibilität:-1,6 × 10^-5 cm³ mol^-1 Schallgeschwindigkeit:3850 m s^-1 bei 20 °C Standard-Bildungsenthalpie:0,0 kJ mol^-1 (Feststoff, Kristall)
130,4 kJ mol^-1 (gasförmig) Gibbs Freie Enthalpie:94,8 kJ mol^-1 (gasförmig) Molare Standard-Entropie:41,6 J mol^-1 K^-1 (Feststoff, Kristall)
161,0 J mol^-1 K^-1 (gasförmig)

Externe Informationsangebote

Spezielle Teilinformationen

Leclanche-Element
Wie das Leclanché-Element funktioniert. Universität Bielefeld

Verzinkte Karossen sind "in"
Informationen zur Chemie des Verzinkens, Versuchsanleitungen. Universität Bielefeld

Gruppenelemente - Informationen

Vergleich der Gruppen 11 und 12
Nebengruppen Ib und IIb. Vortragsskript. Universität Bayreuth

Zinkgruppe
Die Elemente Zink, Cadmium, Quecksilber im Vergleich. Rutherford online

Verbindungsklassen

Zink und Zinkverbindungen
Chemikalien-Datenbank: physikalische und chemische Eigenschaften, Sicherheitsdatenblätter, kommerziell verfügbaren Stoffen und Verbindungen; verschiedene Suchkriterien einschließlich Struktursuche

Zink-Peptid-Komplexe
... als Modellsubstanzen natürlicher Metalloproteine. Dissertation, 2001. Universität Freiburg

Analyse und Bestimmung

Zink Bestimmung
Praktikumsskript: Qualitative Analysen, Trennungsgang. Universität Freiburg - Format: PDF

Metallorganische Chemie und Reagenzien

Reformatzki-Reaktion
Beschreibung und Reaktionsmechanismus. Portal für Organische Chemie, Schweiz

Simmons-Smith-Reaktion
Beschreibung und Reaktionsmechanismus. Portal für Organische Chemie

Mineralogie

Zink Mineralien
Mineralogie des Zinks. Mineralienatlas

Umweltchemie

Zink in Gewässer und Böden
Einträge von Kupfer, Zink und Blei in Gewässer und Böden - Analyse der Emissionspfade und möglicher Emissionsminderungsmaßnahmen. Umweltbundesamt - Format: PDF

Toxikologie, Medizin, Physiologie

Zinkgehalt von Lebensmitteln
Online Berechnung: Lebensmittel sortiert nach Zinkgehalt

Dissertationen

Chemische Badabscheidung von Zinkverbindungen für cadmiumfreie Solarzellen
Dissertation, 2002. FU Berlin

Newsarchiv

Ein Dutzend auf einen Streich: Grundprinzip für Legierungen entdeckt
Molekulare Metallurgen verzinken und vergolden Atome

Zinkoxid als Halbleiter
Einen alten Traum verwirklichen

Organisationen, Verbände

Initiative Zink
... ist das Forum für den Dialog mit der Zinkindustrie

Kategorie: Chemische Elemente

Aktualisiert am 14.05.2020.

Permalink: https://www.internetchemie.info/chemische-elemente/zink.php

Zink

Chemie und Physik des chemischen Elements Zink.