الخصائص الكيميائية للزنك (25 حقيقة يجب أن تعرفها)


الزنك أو الزنك هو معدن حدودي ، ناعم بطبيعته ، ويوجد في قشرة الأرض. دعونا نشرح الزنك بالتفصيل.

يوجد الزنك في نفس مجموعة الكادميوم والزئبق وهو مشابه للمغنيسيوم من حيث الخصائص. له مدار ثلاثي الأبعاد ممتلئ ولهذا السبب ، فإنه يتصرف بشكل مختلف عن بقية العناصر الانتقالية في نفس الفترة. لديه إمكانية اختزال أعلى بحيث يمكنه استخدام خلايا إلكتروليتية مختلفة.

في درجة حرارة الغرفة ، يبدو وكأنه معادن هشة لامعة ولكن عند إزالة الأكسدة ، يبدو أن لونها رمادي لامع. دعونا نناقش بعض الخصائص الكيميائية للزنك مثل نقطة الانصهار ، نقطة الغليان ، العدد الذري ، إلخ في هذه المقالة.

1. رمز الزنك

تستخدم الرموز للتعبير عن العنصر باستخدام حرف أو حرفين من الأبجدية الإنجليزية أو اللاتينية للاسم الكيميائي. دعونا نتوقع الرمز الذري للزنك.

الرمز الذري للزنك هو "Zn" حيث يبدأ الاسم بالأبجدية الإنجليزية Z. لكن Z يمثل عددًا ذريًا لكل عنصر في الجدول الدوري ، لذلك نستخدم أول حرفين متتاليين من الأبجدية الإنجليزية للزنك لتمييزها من عناصر أخرى.

الرمز الذري للزنك

2. مجموعة الزنك في الجدول الدوري

الخطوط العمودية أو أعمدة الجدول الدوري يشار إليها باسم المجموعة المعنية من الجدول الدوري. دعونا نتوقع مجموعة الزنك في الجدول الدوري.

مجموعة الزنك في الجدول الدوري هي 12. لأنها أ المعدن الانتقالي الحدودي، ويمكن أن تشكل الإغراءات. لذلك ، يتم وضعها في المجموعة الثانية عشرة كعنصرفي الجدول الدوري Mendeleev ، هي المجموعة 12 ولكن في الجدول الحديث ، يتم وضعها كمجموعة IIB وفقًا لجدول هطول الأمطار.

3. فترة الزنك في الجدول الدوري

يُطلق على الخط أو الصف الأفقي للجدول الدوري حيث يتم وضع كل عنصر حسب آخر رقم كمي له مبدأ الفترة. دعونا نتوقع فترة الزنك.

ينتمي الزنك إلى الفترة 4 في الجدول الدوري لأنه يحتوي على أكثر من 18 إلكترونًا في غلاف التكافؤ. حتى الفترة 3 ، سيكون هناك 18 إلكترونًا في وضع جيد ، وبالتالي فإن الإلكترونات الـ 12 المتبقية لـ Zn تحصل على 4th الفترة و 12th المجموعة.

4. كتلة الزنك في الجدول الدوري

يُطلق على المدار حيث توجد إلكترونات التكافؤ للعنصر كتلة الجدول الدوري. دعونا نتوقع كتلة الزنك.

الزنك هو أ عنصر د كتلة لأن إلكترونات التكافؤ موجودة في المدار d. يحتوي Zn أيضًا على مدار 4s ولكن الإلكترونات الخارجية موجودة في المدار ثلاثي الأبعاد وفقًا للطاقة التبادلية ومبدأ Aufbau.

5. العدد الذري للزنك

قيمة Z ، والمعروفة باسم العدد الذري، هو العدد الإجمالي للإلكترونات. دعونا نجد العدد الذري للزنك.

العدد الذري للزنك هو 30 ، مما يعني أنه يحتوي على 38 بروتونًا لأن عدد البروتونات دائمًا يساوي عدد الإلكترونات. لهذا السبب ، تصبح محايدة بسبب تحييد الشحنات المتساوية والمتقابلة.

6. الوزن الذري للزنك

تسمى كتلة العنصر بالوزن الذي يتم قياسه وفقًا لبعض القيم المعيارية. دعونا نحسب الوزن الذري للزنك.

الوزن الذري للزنك على 12مقياس C هو 65 مما يعني أن وزن الزنك هو 65/12th جزء من وزن عنصر الكربون. الوزن الذري الأصلي للزنك هو 65.38 لأن الوزن الذري هو متوسط ​​وزن جميع نظائر العنصر.

7. كهرسلبية الزنك وفقا لبولينج

Pauling الكهربية هي القدرة على جذب أي عنصر آخر لتلك الذرة المعينة. دعونا نتوقع الكهربية للزنك.

تبلغ القدرة الكهربية للزنك وفقًا لمقياس باولنج 1.65 ، مما يعني أنه أكثر حساسية للكهرباء بطبيعته ويمكنه جذب الإلكترونات نحو نفسه. أكثر ذرات كهربية حسب مقياس بولينج في الجدول الدوري هي الفلور ذات القدرة الكهربية 4.0.

8. الكثافة الذرية للزنك

يسمى عدد الذرات الموجودة لكل وحدة حجم لأي ذرة بالكثافة الذرية لذلك العنصر المعني. دعونا نحسب الكثافة الذرية للزنك.

تبلغ الكثافة الذرية للزنك 7.14 جم / سم3 والتي يمكن حسابها عن طريق غطس كتلة الزنك مع حجمها. تعني الكثافة الذرية عدد الذرات الموجودة لكل وحدة حجم ولكن العدد الذري هو عدد الإلكترونات الموجودة في التكافؤ والمدار الداخلي.

  • يتم حساب الكثافة بواسطة الصيغة ، الكثافة الذرية = الكتلة الذرية / الحجم الذري.
  • الكتلة الذرية أو وزن الزنك 65.38 جم
  • يبلغ حجم جزيء الزنك 22.4 لترًا عند STP وفقًا لحساب Avogardo
  • إذن ، فإن الكثافة الذرية للزنك هي 65.38 / (9.15) = 7.14 جم / سم3

9. نقطة انصهار الزنك

يسمى التغيير إلى الحالة السائلة من الحالة الصلبة عند درجة حرارة معينة نقطة الانصهار لهذا العنصر المعين. دعونا نجد نقطة انصهار الزنك.

نقطة انصهار الزنك هي 419.50 درجة حرارة C أو 692.5K لأنه في درجة حرارة الغرفة يوجد الزنك كمادة صلبة حيث يتبنى هيكلًا سداسيًا محكمًا. يحتاج إلى طاقة أقل لإذابة البلورة وتحويلها إلى سائل. عن طريق زيادة درجة الحرارة ، يمكن وضع العناصر في ترتيب جيد.

10. نقطة غليان الزنك

نقطة الغليان هي النقطة التي يصبح فيها ضغط بخار عنصر ما مساويًا لضغطه الجوي. دعونا نجد نقطة غليان الزنك.

درجة غليان الزنك هي 907C أو 1180K لأنه موجود في صورة صلبة في درجة حرارة الغرفة وهو أيضًا عنصر معدني انتقالي أخف.

قوة جذب فان دير وال منخفضة. ومن ثم ، يتطلب غلي الزنك طاقة حرارة عالية. يوجد الشكل الصلب للزنك في درجة حرارة الغرفة أو في درجة حرارة أعلى من درجة انصهاره.

11. زنك نصف قطر فان دير فال

نصف قطر فان دير وال هو القياس التخيلي بين ذرتين حيث لا ترتبط أيونيًا أو تساهميًا. دعونا نجد نصف قطر فان دير وال من الزنك.

نصف قطر جزيء الزنك لـ Van der Waal هو 139 م ، لأن Zn له 4 ثوانٍ ومدار ثلاثي الأبعاد ممتلئ ، لذا فإن تأثيره الفرز ضعيف للغاية. لهذا السبب ، تزداد قوة جذب النواة لأبعد مدار خارجي ، وتقلل من نصف القطر.

  • يتم حساب نصف قطر فان دير وال بالصيغة الرياضية مع مراعاة المسافة بين ذرتين ، حيث تكون الذرات كروية الشكل.
  • نصف قطر فان دير وال هو ، Rv = دAA / 2
  • حيث Rلتقف على نصف قطر فان وال لجزيء الشكل الكروي
  • dAA هي المسافة بين مجالين متجاورين للجزيء الذري أو مجموع نصف قطر ذرتين.

12. نصف قطر الزنك الأيوني

يُطلق على جمع الكاتيون والأنيون اسم نصف القطر الأيوني العنصر. دعونا نجد نصف القطر الأيوني للزنك.

نصف القطر الأيوني للزنك هو 139 م وهو نفس نصف القطر التساهمي لأن الكاتيون والأنيون بالنسبة للزنك متماثلان وليس جزيء أيوني. بدلا من ذلك ، فإنه يتشكل من خلال التفاعل التساهمي بين ذرتين من الزنك.

13. نظائر الزنك

تسمى العناصر التي لها نفس عدد الإلكترونات ولكن بأعداد كتل مختلفة نظائر من العنصر الأصلي. دعونا نناقش نظائر الزنك.

يحتوي الزنك على 39 نظيرًا بناءً على عدد النيوترونات المدرجة أدناه:

  • 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

تتم مناقشة النظائر المستقرة في القسم أدناه من بين 39 نظيرًا للزنك:

النظائرطبيعي
وفرة
نصف الحياةينبعث منها
الجسيمات
رقم
النيوترون
64Zn49.2%مستقرN / A34
65Znاصطناعي244 دε ، γ35
66Zn27.7%مستقرN / A36
67Zn4%مستقرN / A37
68Zn18.5%مستقرN / A38
69Znاصطناعيدقيقة 56β39
69mZnاصطناعيساعة 13.8β39
70Zn0.6%مستقرN / A40
71Znاصطناعيدقيقة 2.4β41
71mZnاصطناعيساعة 4β41
72Znاصطناعيساعة 46.5β42
نظائر الزنك

65الزنك، 69الزنك،69mالزنك، 71الزنك، 71mالزنك، و 72الزنك عبارة عن نظائر مشعة للزنك ويمكن أن تنبعث منها جزيئات مشعة. 65الزنك، 69الزنك،69mالزنك، 71الزنك، 71mالزنك، و 72الزنك هو نظائر الزنك المحضرة صناعياً من بين جميع النظائر ويتم الحصول على الباقي بشكل طبيعي.

14. الزنك قذيفة الإلكترونية

يُطلق على الغلاف المحيط بالنواة وفقًا لرقم الكم الأساسي والذي يحمل الإلكترونات اسم الغلاف الإلكتروني. دعونا نناقش الغلاف الإلكتروني للزنك.

توزيع الغلاف الإلكتروني للزنك هو 2 2 6 2 6 10 2 لأنه يحتوي على مدارات s و p و d حول النواة. نظرًا لأنه يحتوي على أكثر من 18 إلكترونًا ولترتيب 30 إلكترونًا ، فإنه يحتاج إلى 1s ، 2s ، 2p ، 3s ، 3p ، 3d ، 4s ، والمدارات.

15. تكوينات إلكترون الزنك

التكوين الإلكتروني هو ترتيب للإلكترونات في المدار المتاح من خلال النظر في قاعدة هوند. دعونا نناقش التكوين الإلكتروني للزنك.

التكوين الإلكتروني للزنك هو 1 ثانية22s22p63s23p3d104s2 لأنه يحتوي على 30 إلكترونًا ويجب وضع تلك الإلكترونات في أقرب مدار من مدارات النواة s و p و d ول 1st,2nd، 3rd و 4th المدارات.

  • بسبب تبادل الطاقة ، تدخل الإلكترونات أولاً في مدار 4 ثوانٍ ثم 3 د.
  • حيث يشير الرقم الأول إلى الرقم الكمي الرئيسي
  • الحرف مداري ورقم اللاحقة هو عدد الإلكترونات.
  • لكن العديد من العناصر لها أعداد كمومية أساسية أكثر اعتمادًا على عدد الإلكترونات.
  • يحتوي Ar على 18 إلكترونًا ، لذا فإن الإلكترونات المتبقية موجودة بعد تكوين الغازات النبيلة.
  • لذلك ، يُشار إليه بـ [Ar] 4s23d10.

16. طاقة الزنك من التأين الأول

الأول IE هو الطاقة اللازمة لإزالة الإلكترون من مدار التكافؤ لحالة الأكسدة الصفرية. دعونا نتوقع أول تأين للزنك.

قيمة التأين الأولى للزنك هي 906.4 KJ / mol لأنه تمت إزالة الإلكترون من المدار 4s المملوء ، بسبب التدريع المنخفض. الطاقة المطلوبة لإزالة الإلكترون من 4s أقل من المدارات الأخرى للزنك. لكنها تتطلب طاقة أكثر بكثير مما كان متوقعا.

17. طاقة الزنك من التأين الثاني

الثانية IE هي الطاقة المطلوبة لإزالة إلكترون واحد من المدار المتاح من حالة الأكسدة +1. دعونا نرى طاقة التأين الثانية للزنك.

و2nd تبلغ طاقة تأين الزنك 1733 كيلوجول / مول لأنه في 2nd التأين ، تتم إزالة الإلكترونات من مدار 4s نصف ممتلئ. عند إزالة الإلكترون من مدار نصف ممتلئ ، فإنه يحتاج إلى المزيد من الطاقة ، وكذلك +1 هي الحالة المستقرة للزنك. لذلك ، 2nd طاقة التأين عالية جدًا من 1st.

18. طاقة الزنك من التأين الثالث

إزالة الإلكترون الثالث من المدار الخارجي أو ما قبل النهائي لعنصر له حالة أكسدة +2 هو IE الثالث ، دعونا نتوقع IE الثالث للزنك.

طاقة التأين الثالثة للزنك هي 3833 KJ / mol بسبب -

  • تتطلب إزالة الإلكترونات من مدار ممتلئ دائمًا طاقة أكثر بكثير مما هو متوقع بسبب فقدان الاستقرار.
  •  تتم إزالة الإلكترونات من مدار ثلاثي الأبعاد ممتلئ بسبب تبادل الطاقة.
  • المدار ثلاثي الأبعاد له تأثير تدريع ضعيف ، لذلك يمكنه حماية الإلكترون الخارجي من النواة الفقيرة جدًا.
  •  لهذا السبب ، ستزداد قوة جذب النواة على الإلكترون الخارجي وسيتطلب إزالة الإلكترون طاقة أعلى بكثير.

19. حالات أكسدة الزنك

أثناء تكوين الرابطة ، تسمى الشحنة التي تظهر على العنصر حالة الأكسدة. دعونا نتوقع حالة أكسدة الزنك.

حالة الأكسدة المستقرة للزنك هي +2 لأنه يحتوي على إلكترونين في مدار s. عند إزالة الإلكترون ، يملأ Zn مدارًا ثلاثي الأبعاد ويعطي بعض الاستقرار الإضافي بسبب عدم تبادل الطاقة. لذلك ، لديها حالة أكسدة مستقرة +3.

20. الزنك رقم سجل المستخلصات الكيميائية

يتم استخدام رقم CAS أو تسجيل CAS لأي عنصر لتحديد العنصر الفريد. دعنا نعرف رقم CAS الخاص بالزنك.

رقم CAS لجزيء الزنك هو 7440-66-6، والتي تقدمها خدمة الملخصات الكيميائية.

21. معرف الزنك الكيميائي العنكبوت

معرف Chem Spider هو الرقم المعين الذي تعطيه الجمعية الملكية للعلوم لعنصر معين لتحديد شخصيته. دعونا نناقشها من أجل الزنك.

معرف Chem Spider للزنك هو 29723. باستخدام هذا الرقم ، يمكننا تقييم جميع البيانات الكيميائية المتعلقة بذرة الزنك. مثل رقم CAS ، فهو مختلف أيضًا لجميع العناصر.

22. أشكال تآصل الزنك

مقويات هي عناصر أو جزيئات لها خصائص كيميائية متشابهة ولكن لها خواص فيزيائية مختلفة. دعونا نناقش الشكل التآصلي للزنك.

لا يحتوي الزنك على أشكال متآصلة لأنه لا يُظهر خصائص الكاتينة مثل الكربون. إنه مجرد معدن انتقالي حدودي.

23- تصنيف الزنك الكيميائي

بناءً على التفاعل الكيميائي والطبيعة ، يتم تصنيف العناصر إلى فئة خاصة. دعنا نعرف التصنيف الكيميائي للزنك.

يتم تصنيف الزنك في الفئات التالية:

  • Zn هو عنصر معدني انتقالي أخف
  • Zn هو عامل مختزل
  • يصنف الزنك أيضًا على أنه تفاعلي بناءً على ميل التفاعل نحو الكربونيل.
  • Zn هو أكثر هشاشة ويحمل الكهرباء حسب التوصيل الكهربائي.

24. حالة الزنك في درجة حرارة الغرفة

الحالة الفيزيائية للذرة هي الحالة التي يوجد فيها عنصر في درجة حرارة الغرفة والضغط القياسي. دعونا نتوقع حالة الزنك في درجة حرارة الغرفة.

يوجد الزنك في حالة صلبة في درجة حرارة الغرفة لأنه يحتوي على تفاعل أعلى من Van der Waal. في الشكل البلوري ، يتبنى هيكلًا سداسيًا مترابطًا بحيث تتواجد الذرات بالقرب من بعضها البعض. تكون عشوائية الذرة عالية جدًا في درجة حرارة الغرفة.

يمكن تغيير الحالة الصلبة للزنك إلى سائل عند درجة حرارة منخفضة للغاية ، حيث تنخفض العشوائية لذرة الزنك.

25. هل الزنك شبه مغناطيسي؟

البارامغناطيسية هي ميل المغنطة في اتجاه المجال المغناطيسي. دعونا نرى ما إذا كان الزنك هو مغناطيسي أم لا.

الزنك ليس مغناطيسيًا ، بل هو كذلك مغناطيسي في الطبيعة بسبب وجود إلكترون واحد مزدوج في مداره 4s وجميع الإلكترونات في مداره ثلاثي الأبعاد هي أيضًا شكل مقترن. بعد التأين الأول ، Zn+ هي ذات طبيعة مغنطيسية لأنه سيكون هناك إلكترون واحد غير مزاوج لمدار 4s.

في الختام

Zn هو عنصر انتقالي حدودي ، نظرًا لإمكانية تقليله العالية ، يمكن استخدامه في خلية كلفانية. أيضًا ، نظرًا لميله المختزل ، يمكن استخدامه كعامل مختزل في العديد من التفاعلات العضوية. يمكن أن تشكل أكسيد مذبذب.

بيسواروب شاندرا داي

مرحبًا ...... أنا بيسواروب شاندرا داي ، لقد أكملت الماجستير في الكيمياء. تخصصي هو الكيمياء غير العضوية. الكيمياء لا تدور حول القراءة سطراً بسطر والحفظ ، إنه مفهوم يجب فهمه بطريقة سهلة وهنا أشارككم مفهوم الكيمياء الذي أتعلمه لأن المعرفة تستحق مشاركتها.

آخر المقالات

رابط لخصائص الأوزميوم الكيميائية (25 حقيقة يجب أن تعرفها)

الخصائص الكيميائية للأوزميوم (25 حقيقة يجب أن تعرفها)

Os أو Osmium هو المعدن الانتقالي لعنصر الكتلة d الذي له مدار ثلاثي الأبعاد مملوء جزئيًا. دعونا نشرح عن Osmium بالتفصيل. الأوزميوم هو المعدن الانتقالي الأثقل من سلسلة 3d وهو ...