Цинк: Разлика между версии
Изтрито е съдържание Добавено е съдържание
м Bot: Automated text replacement (-language=German +език=de) |
Vodnokon4e (беседа | приноси) Редакция без резюме |
||
Ред 30:
| ван_дер_Ваалс =139
| ван_дер_Ваалс_коментар =
| окс_състояния ='''2''', 1,<ref>{{cite journal|author1=Resa, I.|author2=Carmona, E.|author3=Gutierrez-Puebla, E.|author4=Monge, A.|title=Decamethyldizincocene, a Stable Compound of Zn(I) with a Zn-Zn Bond|journal=Science|doi=10.1126/science.1101356|pmid=15326350|year=2004|volume=305|issue=5687|pages=
| окс_състояния_коментар =
| оксид =ZnO (амфотерен)
Ред 141:
Характерната за цинка [[атомна маса]] е равна на 65,37 [[Единица за атомна маса|u]], атомният му [[радиус]] е 0,139 nm, а [[електроотрицателност]]та му – 1,4 eV.
Химичните свойства на цинка са подобни на тези на преходните метали никел и мед, макар че той има запълнена s-обвивка, така че неговите съединения са диамагнити и предимно безцветни.<ref name=Greenwood1997>{{
|last=Greenwood
|first=N. N.
Ред 153:
|ref=CITEREFGreenwood1997}}</ref>
Йонният му радиус е почти идентичен с този на [[магнезий|магнезия]] и поради това някои от техните соли имат еднаква кристална структура <ref name=CRC>{{
|author=CRC contributors
|title=Handbook of Chemistry and Physics
Ред 165:
и там, където йонният радиус е определящ фактор, цинкът и магнезият имат подобни химични характеристики.
Цинкът има [[йонен радиус]] 0,074 nm, който е много по-малък от тези на представителите на IIА група, а характерната за него [[йонизационна енергия]] е значително по-голяма – 9,39 eV. Затова и активността на този елемент е значително по-малка. Поради стабилността на d<sup>10</sup>-конфигурацията, характерната [[степен на окисление]] на този елемент е +2. Химичните връзки се образуват с участието на двата s-електрона. Проявява подчертана склонност към комплексообразуване <ref name=Holl>{{
== Изотопи ==
Цинкът има пет стабилни [[изотоп]]а. <sup>64</sup>Zn е най-често срещан в природата (48,63%).<ref name="NNDC">{{
Изследвани са няколко десетки [[радиоизотоп]]и на цинка. <sup>65</sup>Zn, с [[период на полуразпад]] 243,66 дни, е на-дълго живущият от тях, следван от <sup>72</sup>Zn с период на полуразпад 46,5 часа.<ref name="NNDC"/> Цинкът има и 10 [[ядрен изомер|ядрени изомера]]. От тях <sup>69m</sup>Zn има най-дълъг период на полуразпад, 13,76 часа.<ref name="NNDC"/> Горният индекс ''m'' означава метастабилен изотоп. Ядрото на метастабилните изотопи се намира във възбудено състояние и се връща към [[основно състояние на атома|основно състояние]] чрез излъчване на [[фотон]] във вид на [[гама лъчи]]. <sup>61</sup>Zn има три възбудени състояния, а <sup>73</sup>Zn – две.<ref>{{
Най-честата реакция на [[радиоактивност|радиоактивен разпад]] на радиоизотопите на цинка с атомен номер по-нисък от 66 е [[електронен захват|електронният захват]]. В резултат се получава изотоп на [[мед (елемент)|мед]]. <ref name="NNDC"/> Най-честата реакция на радиоактивен разпад на радиоизотопите на цинка с атомен номер по-висок от 66 е бета разпад ((β<sup>−</sup> разпад)), в резултат на който се получава изотоп на [[галий]]. <ref name="NNDC"/>
Ред 181:
По химична активност цинкът значително отстъпва на представителите на А-групата.
Изложен на [[въздух]], губи металния си блясък, като бързо се покрива с корица от [[цинков карбонат]](Zn<sub>5</sub>(OH)<sub>6</sub>CO<sub>3</sub>), като реагира с атмосферния [[въглероден диоксид]].<ref>{{
::2Zn + O<sub>2</sub> → 2ZnO
Нагрят до тъмночервено, той отнема кислорода дори и от водните пари и от СО<sub>2</sub>:
Ред 197:
::Zn + 2H<sub>3</sub>O<sup>+</sup> + 2H<sub>2</sub>O → [Zn(H<sub>2</sub>O)<sub>4</sub>]<sup>2+</sup> + H<sub>2</sub>
Цинкът лесно реагира с киселини, алкални соли и други неметали (при нагряване).<ref>{{
::4Zn + 10HNO<sub>3</sub> → 4Zn(NO<sub>3</sub>)<sub>2</sub> + NH<sub>4</sub>NO<sub>3</sub> + 3H<sub>2</sub>O
Ред 220:
[[Файл:BasicZnAcetate.png|мини|ляво|200px|Структурна химическа формула на триизмерно съединение, в което централният атом кислород е свързан с четири атома Zn чрез O-C-O групи.]]
Цинкът образува бинарни съединения с повечето [[металоид]]и и с всички неметали с изключение на благородните газове. Оксидът ZnO представлява бял прах, който е почти неразтворим в неутрални водни разтвори, но има амфотерни свойства, разтваряйки се в концентрирани основи и киселини.<ref name="Holl"/> [[Халкоген]]идите му (цинков сулфид ZnS, цинков селенид ZnSe и цинков телурид ZnTe) имат разнообразни приложения в [[електроника]]та и [[оптика]]та.<ref>{{
Известни са и съединенията с елементи от [[пниктоген|подгрупата]] на [[азот]]а: цинков нитрид Zn<sub>3</sub>N<sub>2</sub>, цинков фосфид Zn<sub>3</sub>P<sub>2</sub>, цинков арсенид Zn<sub>3</sub>As<sub>2</sub> и цинков антимонид Zn<sub>3</sub>Sb<sub>2</sub>,<ref>{{
Халогенидите на цинка се получават при непосредствено взаимодействие с [[халоген]]ните елементи. Халогенидите са бели на цвят и имат сравнително високи температури на топене и йонна или молекулна [[кристална решетка]]. Флуоридът е слаборазтворим във вода, но останалите халогениди са със значителна разтворимост. Те притежават силно хигроскопични свойства. Разтварят се и в органични разтворители, като [[етилов алкохол]], [[ацетон]] и др. Получени по мокър път, някои от тях кристализират като хидрати – ZnCl<sub>2</sub>.4H<sub>2</sub>O. За сметка на свободните s-, p- и d-орбитали на металния йон тези халогениди са склонни към присъединителни реакции, които дават комплексни съединения с координационни числа 3, 4 и 6. Поляризуемостта на халогенидните йони нараства от [[флуор]]а към [[йод]]а. От четирите халогенида цинковият флуорид ZnF<sub>2</sub> притежава най-силно изразен йонен характер, докато цинковият хлорид ZnCl<sub>2</sub>, цинковият бромид ZnBr<sub>2</sub> и цинковият йодид ZnI<sub>2</sub> имат относително ниски точки на топене и се счита, че проявяват ковалентен характер.<ref name="Greenwood1997p1211">{{harvnb|Greenwood|1997|p=1211}}</ref>
В слаби основни разтвори, съдържащи Zn<sup>2+</sup> йони, цинковият хидроксид Zn(OH)<sub>2</sub> се образува като бяла утайка. В силни алкални разтвори този хидроксид се разтваря и образува Zn(OH){{индекси|p=2-|b=4}}.<ref name="Holl"/> Някои други често срещани [[неорганични съединения]] са нитрат Zn(NO<sub>3</sub>)<sub>2</sub>, хлорат Zn(ClO<sub>3</sub>)<sub>2</sub>, сулфат ZnSO<sub>4</sub>, фосфат Zn<sub>3</sub>(PO<sub>4</sub>)<sub>2</sub> и др. <ref>{{
Цинкът образува най-различни съединения с кислородосъдържащи и други киселини. Солите [[цинков цианид]], [[цинков фосфат]] и [[цинков карбонат]] са слаборазтворими. Цианидът – Zn(CN)<sub>2</sub>, е бяла утайка. Възможно е да се получи чрез утаяване на воден разтвор на разтворима цинкова сол с разтвор на калиев или натриев цианид
Ред 247:
=== Антикорозионни покрития ===
[[Файл:Feuerverzinkte Oberfläche.jpg|мини|250px|Кристална структура на покритието на галванизиран предмет]]
Най-широко приложение на цинка е като антикорозионен агент.<ref name="Greenwood1997p1203">{{harvnb|Greenwood|1997|p=1203}}</ref> Галванизацията, която представлява покриване на предмети от [[желязо]] или [[стомана]] с тънък слой цинк, е най-често използваният метод за нанасяне на цинков слой ([[поцинковане]]) с цел защита от корозия. През 2006 г. в САЩ 56% или 773 000 тона от метала са били използвани именно за галванизация <ref name="USGS-yb2006">{{
|url=http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/zinc/zinc_mcs06.pdf|format=PDF|publisher=United States Geological Survey|title=Mineral Yearbook 2006: Zinc|first=Amy C|last=Tolcin|date=11 декември 2010}}</ref>, а в световен мащаб за тази цел са използвани 47%.<ref name="NRC2006">{{
|title=Zinc|last=Panagapko|first=Doug|year=2006|url=http://info.wlu.ca/~wwwgeog/special/vgt/English/can_mod2/unit7.htm|date=11 декември 2010}}</ref>
Цинкът е по-силно реактивен от желязото и стоманата и затова, когато е в близост с тези метали, „привлича“ окислението към себе си, докато напълно корозира. При корозията му се формира защитен слой от оксид или карбонат, който постепенно деградира. Това му свойство се използва широко при т.нар. катодна защита с жертвени аноди, широко прилагана за защита на подземни тръбопроводи или метални корабни елементи. <ref>{{
=== Батерии ===
Цинкът се използва стандартно като материал за анода при изработването на [[батерия|батерии]] поради ниския си електроден потенциал (-0,76 V). В алкалните батерии се използва цинк във форма на прах, а в цинково-въглеродните батерии – във форма на листове.<ref>{{
=== Препарати за биозащита ===
Ред 264:
== Биологична роля ==
[[Файл:Carbonic anhydrase.png|мини|250px|Лентова диаграма на човешки ензим [[карбонанхидраза]] II, като атомът на цинка е в разположен в центъра.]]
Цинкът е важен [[микроелемент]], необходим за растенията,<ref name=Broadley2007>{{
|publisher=National Academies Press
|author=United States National Research Council, Institute of Medicine.
Ред 272:
}}</ref> (според други източници 300), играе важна роля при репликацията на [[ДНК]] и е втори метал след желязото по честота на срещане в човешкия организъм <ref name=Broadley2007/>.
В [[протеин]]ите, цинковите йони често са свързани във веригите на някои [[аминокиселина|аминокиселини]].<ref name="pmid19177216">{{
В човешкото тяло са разпределени общо около 2 – 4 g цинк <ref name=Rink2000>{{
Цинкът не е токсичен, но неговите соли притежават известно [[токсично действие]].
Ред 286:
=== Препоръчителен дневен прием ===
[[Файл:Foodstuff-containing-Zinc.jpg|мини|upright|200px|ляво|Храни и подправки, богати на цинк]]
Цинкът е необходим микроелемент на храната, но само в много малки количества (50 mg или по-малко). В САЩ препоръчителната дневна доза (Recommended Dietary Allowance – RDA) е 8 mg/ден за жени и 11 mg/ден за мъже.<ref name=NRC2000p442>{{harvnb|NRC|2000|p=442}}</ref> Най-много цинк съдържат червените меса, особено телешко и агнешко, както и черният дроб. От растителните храни високо съдържание на цинк имат пшеницата и различни семена – сусам, мак, горчица. <ref name=Ensminger1993>{{
== Получаване на цинк ==
Ред 293:
По-нататък ZnO може да се обработи по два начина:
* Пирометалургия
*:: ZnO + C → Zn + CO
*: Редукцията се извършва при висока температура и цинкът се отделя във вид на [[пара|па̀ри]]. При охлаждането може да стане окисляване на цинка вследствие на равновесието, което се установява при тези условия
*:: Zn + CO<sub>2</sub> ↔ ZnO + CO.
*: За да се избегне това, цинковите пари се охлаждат чрез впръскване на разтопено [[олово]]. Стопилките от двата метала не се смесват и при тези условия се получава цинк с чистота около 99%. Пречистването му става чрез [[вакуумдестилация]].
* Хидрометалургия
*:Електролитът е [[цинков сулфат]], [[анод]]ите са оловни, а [[катод]]ите – алуминиеви. Оловните аноди не се разрушават при електролизата, а отделеният върху алуминиевите катоди цинк лесно се отделя механически от тях. Поради значителният си парен натиск цинкът лесно се пречиства чрез [[дестилация]]. Така се получава метал с чистота 99,99%.
|