Цинк(Zn)
Цинк (Zn) — химический элемент второй группы периодической системы элементов Д.И. Менделеева, атомный номер 30. Это переходный металл, обладающий рядом уникальных физических и химических свойств, что делает его востребованным в различных областях промышленности.
Основные характеристики атома цинка
Строение атома:
Ядро атома цинка состоит из 30 протонов и 35 нейтронов.
Цинк имеет атомную массу около 65,38 а.е.м. (атомных единиц массы).
Электронная конфигурация атома цинка:
{Ar} , 3d^10, 4s^2.
У цинка полностью заполненная d-оболочка (3d) и два электрона на s-орбитали (4s). Такая конфигурация делает цинк относительно стабильным.
Строение атома:
Ядро атома цинка состоит из 30 протонов и 35 нейтронов.
Цинк имеет атомную массу около 65,38 а.е.м. (атомных единиц массы).
Электронная конфигурация атома цинка:
{Ar} , 3d^10, 4s^2.
У цинка полностью заполненная d-оболочка (3d) и два электрона на s-орбитали (4s). Такая конфигурация делает цинк относительно стабильным.
Физические свойства
1. Цвет:
Чистый металл цинк имеет серебристо-белый оттенок с легким голубым отливом.
2. Температура плавления:
Около 419,53°C, что делает цинк одним из наиболее легкоплавких металлов.
3. Температура кипения:
Примерно 907°C.
4. Плотность:
При нормальных условиях плотность цинка составляет приблизительно 7,14 г/см³.
5. Твердость:
По шкале Мооса твердость цинка оценивается в 2,5, что означает, что он мягче, чем большинство металлов, используемых в строительстве.
6. Электропроводимость:
Хотя цинк обладает хорошей электропроводностью, он существенно уступает меди и алюминию, поэтому редко применяется в электротехнике.
7. Теплопроводность:
Теплопроводность цинка ниже, чем у меди или алюминия, но всё равно достаточна для использования в теплообменниках.
1. Цвет:
Чистый металл цинк имеет серебристо-белый оттенок с легким голубым отливом.
2. Температура плавления:
Около 419,53°C, что делает цинк одним из наиболее легкоплавких металлов.
3. Температура кипения:
Примерно 907°C.
4. Плотность:
При нормальных условиях плотность цинка составляет приблизительно 7,14 г/см³.
5. Твердость:
По шкале Мооса твердость цинка оценивается в 2,5, что означает, что он мягче, чем большинство металлов, используемых в строительстве.
6. Электропроводимость:
Хотя цинк обладает хорошей электропроводностью, он существенно уступает меди и алюминию, поэтому редко применяется в электротехнике.
7. Теплопроводность:
Теплопроводность цинка ниже, чем у меди или алюминия, но всё равно достаточна для использования в теплообменниках.
Образец цинка в очищенном виде
Химические свойства:
1. Окислительное состояние:
В соединениях цинк проявляет степень окисления +2. Это наиболее стабильное состояние для данного элемента.
2. Реакционная способность:
Цинк активнее, чем медь, и способен реагировать с кислотами, щелочами и даже с водой при нагревании. Реагирует с кислородом воздуха, образуя оксид цинка (ZnO).
3. Коррозионная стойкость:
Цинк устойчив к коррозии благодаря образованию защитного слоя оксида, который предотвращает дальнейшее разрушение металла.
4. Амфотерность:
Цинк способен проявлять амфотерные свойства, реагируя как с кислотами, так и с щелочами.
Применение:
Цинк активно используется благодаря своим уникальным физическим и химическим характеристикам:
1. Защита от коррозии:
Одним из основных применений цинка является защита стальных изделий методом оцинкования. Покрытие цинком предотвращает коррозию стали, обеспечивая долговечность конструкций.
2. Производство сплавов:
Цинк входит в состав многих важных сплавов, таких как латунь (сплав с медью) и нейзильбер (сплав с никелем и медью). Эти сплавы используются в машиностроении, ювелирном деле и декоративной отделке.
3. Батареи и аккумуляторы:
Цинк используется в качестве анодов в химических источниках тока, включая щелочные батарейки и аккумуляторы.
4. Медицина и косметика:
Оксид цинка (ZnO) применяется в кремах для защиты кожи от ультрафиолетового излучения, а также в медицинских мазях для лечения кожных заболеваний.
1. Окислительное состояние:
В соединениях цинк проявляет степень окисления +2. Это наиболее стабильное состояние для данного элемента.
2. Реакционная способность:
Цинк активнее, чем медь, и способен реагировать с кислотами, щелочами и даже с водой при нагревании. Реагирует с кислородом воздуха, образуя оксид цинка (ZnO).
3. Коррозионная стойкость:
Цинк устойчив к коррозии благодаря образованию защитного слоя оксида, который предотвращает дальнейшее разрушение металла.
4. Амфотерность:
Цинк способен проявлять амфотерные свойства, реагируя как с кислотами, так и с щелочами.
Применение:
Цинк активно используется благодаря своим уникальным физическим и химическим характеристикам:
1. Защита от коррозии:
Одним из основных применений цинка является защита стальных изделий методом оцинкования. Покрытие цинком предотвращает коррозию стали, обеспечивая долговечность конструкций.
2. Производство сплавов:
Цинк входит в состав многих важных сплавов, таких как латунь (сплав с медью) и нейзильбер (сплав с никелем и медью). Эти сплавы используются в машиностроении, ювелирном деле и декоративной отделке.
3. Батареи и аккумуляторы:
Цинк используется в качестве анодов в химических источниках тока, включая щелочные батарейки и аккумуляторы.
4. Медицина и косметика:
Оксид цинка (ZnO) применяется в кремах для защиты кожи от ультрафиолетового излучения, а также в медицинских мазях для лечения кожных заболеваний.
