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Zink

Chemie und Physik des chemischen Elements Zink.



Zink

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: Gruppen-Zugehörigkeit: 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

SymbolOZKurzform1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f
Zn30[Ar] 3d10 4s2 22626102

 

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 eV2. IE: 17,96439 eV3. IE: 39,7233 eV4. IE: 59,57 eV5. IE: 82,6 eV6. IE: 108 eV
7. IE: 134 eV8. IE: 174 eV9. IE: 203 eV10. IE: 238 eV11. IE: 274 eV12. IE: 310,8 eV
13. IE: 419,7 eV14. IE: 454 eV15. IE: 490 eV16. IE: 542 eV17. IE: 579 eV18. IE: 619 eV
19. IE: 698 eV20. IE: 737,366 eV21. IE: 1846 eV22. IE: 1966 eV23. IE: 2084 eV24. IE: 2234 eV
25. IE: 2361 eV26. IE: 2493 eV27. IE: 2664 eV28. IE: 2783 eV29. IE: 11865,16 eV30. 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.

KLILIILIII
1s2s2p1/22p3/2
96591196,1044,91021,8

 

MIMIIMIIIMIVMV
3s3p1/23p3/23d3/23d5/2
139,891,488,610,210,1

 

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:ωK: 0,486; ωL1: 0,0018; ωL2: 0,011; ωL3: 0,012 Coster-Kronig-Übergänge:F12: 0,29; F13: 0,54; F23: 0,026

 

Spektrallinien des Zinks

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

Zink-Spektrallinien

 

 

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 Pearson
Elektronaffinität:-0,6(2) eV bzw. -58(20) kJ mol-1Oxidationsstufen:+2 [-2, 0, +1)

 

Standardpotentiale

E0 (V)NoxName Ox.Ox.e-Red.Name Red.Nox
-1,199+ IITetrahydroxyzinkatZn(OH)42-+ 2 e-Zn (s) + 4 OH-Zink0
-0,7618+ IIZink(II)-KationZn2++ 2 e-Zn (s)Zink0

 

Material- und physikalische Eigenschaften des Zinks

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

Schmelzpunkt:419,53 °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 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

 

 

Externe Informationsangebote

Die nachfolgende Liste enthält einige Berichte sowie interessante Informationsangebote zum Zink und zu den Zinkverbindungen anderer Anbieter, für dessen Inhalte die jeweiligen Seitenbetreiber verantwortlich sind.



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



Newsarchiv

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

Zinkoxid als Halbleiter
Einen alten Traum verwirklichen



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

 


Kategorie: Chemische Elemente

Aktualisiert am 11.02.2019.



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