Zn ou Zinco é um metal limítrofe, de natureza macia, e é encontrado na crosta terrestre. Vamos explicar o zinco em detalhes.
O Zn está presente no mesmo grupo do cádmio e do mercúrio e é semelhante ao Mg em termos de propriedades. Possui um orbital 3d preenchido e por isso se comporta de forma diferente dos demais elementos de transição do mesmo período. Tem um maior potencial de redução para que possa utilizar diferentes células eletrolíticas.
À temperatura ambiente, aparece como metais quebradiços brilhantes, mas quando a oxidação é removida, parece ser de cor acinzentada brilhante. Vamos discutir algumas das propriedades químicas do zinco como ponto de fusão, ponto de ebulição, número atômico, etc. neste artigo.
1. Símbolo de zinco
Os símbolos são usados para expressar o elemento usando uma ou duas letras do alfabeto inglês ou latino do nome químico. Vamos prever o símbolo atômico do zinco.
O símbolo atômico do Zinco é “Zn”, pois o nome começa com o alfabeto inglês Z. Mas Z representa um número atômico de cada elemento da tabela periódica, então usamos as duas primeiras letras consecutivas do alfabeto inglês do Zinco para distingui-lo de outros elementos.
2. Grupo de zinco na tabela periódica
Linhas verticais ou colunas do tabela periódica são referidos como o respectivo grupo da tabela periódica. Vamos prever o grupo de Zinco na tabela periódica.
O grupo do Zinco na tabela periódica é 12. Por ser um metal de transição limítrofe, e podem formar indicações. Então, ele é colocado no 12º grupo como um elemento. Na tabela periódica de Mendeleev, é o grupo 12, mas na tabela moderna, é colocado como grupo IIB conforme a tabela de precipitação.
3. Período de zinco na tabela periódica
Uma linha horizontal ou linha da tabela periódica onde cada elemento é colocado por seu último número quântico principal é chamado de período. Vamos prever o período de Zinco.
O zinco pertence ao período 4 da tabela periódica porque tem mais de 18 elétrons na camada de valência. Até o período 3, haverá 18 elétrons que estão bem colocados, então os 12 elétrons restantes para o Zn recebem 4th período e 12th grupo.
4. Bloco de zinco na tabela periódica
O orbital onde os elétrons de valência do elemento estão presentes é chamado de bloco da tabela periódica. Vamos prever o bloco de Zinco.
O zinco é um elemento do bloco d porque os elétrons de valência estão presentes no orbital d. O Zn também tem um orbital 4s, mas os elétrons mais externos estão presentes no orbital 3d conforme a energia de troca e o princípio de Aufbau.
5. Número atômico do zinco
O valor de Z, conhecido como número atômico, é o número total de elétrons. Vamos encontrar o número atômico do zinco.
O número atômico do Zinco é 30, o que significa que tem 38 prótons porque o número de prótons é sempre igual ao número de elétrons. Por esta razão, eles se tornam neutros devido à neutralização de cargas iguais e opostas.
6. Peso atômico de zinco
A massa do elemento é chamada de peso, que é medida em relação a algum valor padrão. Vamos calcular o peso atômico do zinco.
O peso atômico do zinco no 12A escala C é 65, o que significa que o peso do zinco é 65/12th parte do peso do elemento carbono. O peso atômico original do zinco é 65.38 porque o peso atômico é o peso médio de todos os isótopos do elemento.
7. Eletronegatividade do Zinco de acordo com Pauling
A eletronegatividade de Pauling é o poder de atrair qualquer outro elemento para aquele átomo em particular. Vamos prever a eletronegatividade do zinco.
A eletronegatividade do zinco de acordo com a escala de Pauling é de 1.65, o que significa que é mais eletropositivo por natureza e pode atrair elétrons para si. O átomo mais eletronegativo de acordo com a escala de Pauling na tabela periódica é o flúor com eletronegatividade 4.0.
8. Densidade atômica de zinco
O número de átomos presentes por unidade de volume de qualquer átomo é chamado de densidade atômica desse respectivo elemento. Vamos calcular a densidade atômica do zinco.
A densidade atômica do zinco é 7.14 g/cm3 que pode ser calculado mergulhando a massa de zinco com seu volume. Densidade atômica significa o número de átomos presentes por unidade de volume, mas o número atômico é o número de elétrons presentes na valência e no orbital interno.
- A densidade é calculada pela fórmula, densidade atômica = massa atômica / volume atômico.
- A massa atômica ou peso do zinco é 65.38 g
- O volume da molécula de zinco é de 22.4 litros nas CNTP conforme cálculo de Avogardo
- Então, a densidade atômica do zinco é, 65.38/ (9.15) = 7.14 g/cm3
9. Ponto de fusão do zinco
A mudança para um estado líquido de seu estado sólido a uma determinada temperatura é chamada de ponto de fusão desse elemento em particular. Vamos encontrar o ponto de fusão do zinco.
A ponto de fusão do zinco é a temperatura de 419.50 C ou 692.5 K porque à temperatura ambiente o zinco existe como um sólido onde adota uma estrutura hexagonal compacta. É necessária menos energia para derreter o cristal em um líquido. Ao aumentar a temperatura, os elementos podem ser colocados em boa disposição.
10. Ponto de ebulição do zinco
O ponto de ebulição é o ponto em que a pressão de vapor de um elemento se torna igual à sua pressão atmosférica. Vamos encontrar o ponto de ebulição do zinco.
A ponto de ebulição do Zinco é 9070 C ou 1180 K porque existe na forma sólida à temperatura ambiente e também é um elemento de metal de transição mais leve.
A força de atração do Van der Waal é baixa. Portanto, alta energia de calor é necessária para ferver o zinco. A forma sólida do zinco existe à temperatura ambiente ou a uma temperatura mais alta que seu ponto de fusão.
11. Raio de zinco Van der Waals
O raio de Van der Waal é a medida imaginária entre dois átomos onde eles não estão ligados ionicamente ou covalentemente. Vamos encontrar o raio de zinco de Van der Waal.
O raio de Van der Waal da molécula de zinco é 139 pm porque o Zn tem 4s e um orbital 3d preenchido, então tem um efeito de triagem muito ruim. Por esta razão, a força de atração do núcleo para o orbital mais externo aumenta e diminui o raio.
- O raio de Van der Waal é calculado pela fórmula matemática considerando a distância entre dois átomos, onde os átomos têm forma esférica.
- O raio de Van der Waal é Rv = dAA / 2
- Onde RV representa o raio de Van Waal da molécula de forma esférica
- dAA é a distância entre duas esferas adjacentes da molécula atômica ou a soma de um raio de dois átomos.
12. Raio iônico de zinco
A soma de cátions e ânions é chamada de raio iônico do elemento. Vamos encontrar o raio iônico do zinco.
O raio iônico do zinco é 139 pm que é o mesmo que o raio covalente porque para o zinco o cátion e o ânion são os mesmos e não é uma molécula iônica. Em vez disso, ele se forma pela interação covalente entre dois átomos de zinco.
13. Isótopos de zinco
Elementos com o mesmo número de elétrons, mas diferentes números de massa são chamados isótopos do elemento original. Vamos discutir os isótopos de zinco.
O zinco tem 39 isótopos com base em seu número de nêutrons que estão listados abaixo:
- 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
Isótopos estáveis são discutidos na seção abaixo entre 39 isótopos de zinco:
| isótopo | natural Abundância | Meia-vida | Emitindo partículas | Nº de Nêutron |
| 64Zn | 49.2% | Estável | N/D | 34 |
| 65Zn | Sintético | 244 d | ε, γ | 35 |
| 66Zn | 27.7% | Estável | N/D | 36 |
| 67Zn | 4% | Estável | N/D | 37 |
| 68Zn | 18.5% | Estável | N/D | 38 |
| 69Zn | Sintético | mins 56 | β | 39 |
| 69mZn | Sintético | Horas 13.8 | β | 39 |
| 70Zn | 0.6% | Estável | N/D | 40 |
| 71Zn | Sintético | mins 2.4 | β | 41 |
| 71mZn | Sintético | Horas 4 | β | 41 |
| 72Zn | Sintético | Horas 46.5 | β | 42 |
65Zn, 69Zn,69mZn, 71Zn, 71mZn, e 72Zn são isótopos radioativos de zinco e podem emitir partículas radioativas. 65Zn, 69Zn,69mZn, 71Zn, 71mZn, e 72Zn são isótopos de zinco preparados sinteticamente entre todos e o restante é obtido naturalmente.
14. Invólucro eletrônico de zinco
A camada que envolve o núcleo de acordo com o número quântico principal e que contém os elétrons é chamada de camada eletrônica. Vamos discutir o shell eletrônico do zinco.
A distribuição eletrônica do Zinco é 2 2 6 2 6 10 2 porque tem orbitais s, p e d ao redor do núcleo. Como tem mais de 18 elétrons e para organizar 30 elétrons, precisa de 1s,2s,2p,3s,3p,3d,4s e orbitais.
15. Configurações eletrônicas de zinco
A configuração eletrônica é um arranjo dos elétrons em orbitais disponíveis considerando a regra de Hund. Vamos discutir a configuração eletrônica do Zinco.
A configuração eletrônica do zinco é 1s22s22p63s23p6 3d104s2 porque tem 30 elétrons e esses elétrons devem ser colocados no orbital mais próximo dos orbitais s, p e d do núcleo e para o 1st,2nd, 3rd e 4th orbitais.
- Devido à energia de troca, os elétrons entram primeiro no orbital 4s e depois no 3d.
- Onde o primeiro número representa o número quântico principal
- A letra é para orbital e o número do sufixo é o número de elétrons.
- Mas muitos elementos têm mais números quânticos principais, dependendo do número de elétrons.
- Ar tem 18 elétrons, então os elétrons restantes estão presentes após a configuração do gás nobre.
- Então, é denotado como [Ar]4s23d10.
16. Energia de zinco da primeira ionização
Primeiro IE é a energia necessária para a remoção de um elétron do orbital de valência do seu estado de oxidação zero. Vamos prever a primeira ionização do Zinco.
O primeiro valor de ionização para Zn é 906.4 KJ / mol porque o elétron foi removido do orbital 4s preenchido, devido à menor blindagem. A energia necessária para remover um elétron de 4s é menor do que outro orbital de Zn. Mas exigia muito mais energia do que o esperado.
17. Energia de zinco da segunda ionização
O segundo IE é a energia necessária para a remoção de um elétron do orbital disponível do estado de oxidação +1. Vejamos a segunda energia de ionização do Zinco.
The 2nd energia de ionização do zinco é 1733 KJ/mol porque, nos 2nd ionização, os elétrons são removidos do orbital 4s semipreenchido. Quando um elétron é removido de um orbital semipreenchido, ele precisa de mais energia, e também +1 é o estado estável do Zn. Portanto, os 2nd energia de ionização é muito alta do que 1st.
18. Energia de zinco da terceira ionização
A remoção do terceiro elétron do orbital mais externo ou pré-último de um elemento com estado de oxidação +2 é o terceiro IE Vamos prever o terceiro IE do Zinco.
A terceira energia de ionização para o Zn é 3833 KJ/mol porque -
- A remoção de elétrons de um orbital preenchido sempre requer muito mais energia do que o esperado porque a estabilidade é perdida.
- Os elétrons são removidos de um orbital 3d preenchido devido à troca de energia.
- O orbital 3d tem um efeito de blindagem fraco, de modo que pode proteger o elétron externo do núcleo muito pobre.
- Por esta razão, a força de atração do núcleo no elétron mais externo será aumentada e a remoção do elétron exigirá uma energia muito maior.
19. Estados de oxidação do zinco
Durante a formação da ligação, a carga que aparece no elemento é chamada de estado de oxidação. Vamos prever o estado de oxidação do zinco.
O estado de oxidação estável do zinco é +2 porque tem dois elétrons no orbital s. Quando o elétron é removido, o Zn preencheu o orbital 3d e dá alguma estabilidade extra devido à energia de troca zero. Portanto, tem um estado de oxidação estável +2.
20. Número CAS de zinco
O número CAS ou registro CAS para qualquer elemento é usado para identificar o elemento único. Informe-nos o número CAS do Zinco.
O número CAS da molécula de zinco é 7440-66-6, que é fornecido pelo serviço de resumos químicos.
21. Identificação da Aranha Química de Zinco
Chem Spider ID é o número específico dado a um determinado elemento pela Royal Society of Science para identificar seu caráter. Vamos discutir isso para o zinco.
O Chem Spider ID para Zinco é 29723. Usando este número, podemos avaliar todos os dados químicos relacionados ao átomo de Zinco. Assim como o número CAS, também é diferente para todos os elementos.
22. Formas alotrópicas de zinco
Alótropos são elementos ou moléculas com propriedades químicas semelhantes, mas propriedades físicas diferentes. Vamos discutir a forma alotrópica do zinco.
O zinco não tem formas alotrópicas porque não apresenta propriedades de catenação como o carbono. É apenas metal de transição limítrofe.
23. Classificação química do zinco
Com base na reatividade química e na natureza, os elementos são classificados em alguma classe especial. Deixe-nos saber a classificação química do Zinco.
O zinco é classificado nas seguintes categorias:
- Zn é um elemento de metal de transição mais leve
- Zn é um agente redutor
- O Zn também é classificado como reativo com base na tendência da reação em direção ao carbonil.
- Zn é mais frágil e transporta eletricidade de acordo com a condutância elétrica.
24. Estado de zinco à temperatura ambiente
O estado físico de um átomo é o estado no qual um elemento existe à temperatura ambiente e pressão padrão. Vamos prever o estado do Zn à temperatura ambiente.
O zinco existe em estado sólido à temperatura ambiente porque possui maior interação Van der Waal. Na forma de cristal, adota uma estrutura hexagonal compacta, de modo que os átomos existem muito próximos uns dos outros. A aleatoriedade do átomo é muito alta à temperatura ambiente.
O estado sólido do zinco pode ser alterado para líquido a uma temperatura muito baixa, onde a aleatoriedade será diminuída para o átomo de zinco.
25. O Zinco é paramagnético?
Paramagnetismo é a tendência de magnetização na direção do campo magnético. Vejamos se o Zinco é paramagnético ou não.
O zinco não é paramagnético, mas sim diamagnético na natureza devido à presença de um elétron emparelhado em seu orbital 4s e todos os elétrons em seu orbital 3d também estão na forma emparelhada. Após a primeira ionização, o Zn+ é de natureza paramagnética porque haverá um elétron desemparelhado para o orbital 4s.
Conclusão
O Zn é um elemento de transição limítrofe, devido ao seu maior potencial de redução pode ser utilizado em uma célula galvânica. Além disso, devido à sua tendência redutora, pode ser usado como agente redutor em muitas reações orgânicas. Pode formar óxido anfótero.
Olá……Eu sou Biswarup Chandra Dey, concluí meu mestrado em Química pela Universidade Central de Punjab. Minha área de especialização é Química Inorgânica. Química não é só ler linha por linha e memorizar, é um conceito para entender de forma fácil e aqui estou compartilhando com vocês o conceito de química que aprendo porque vale a pena compartilhar conhecimento.