鋅離子

鋅是一種藍白色金屬。密度為7.14克/立方厘米，熔點為419.5℃。在室溫下，性較脆；100～150℃時，變軟；超過200℃後，又變脆。鋅離子是鋅原子失去兩個電子。

基本介紹

• 中文名：鋅離子
• 英文名：Zinc ion
• 化學式：Zn2+
• 熔點：419.58℃
• 沸點：923℃
• 密度：7.14克/立方厘米
• 熔點：419.5℃
• 元素符號：Zn
• 元素類型：金屬元素

鋅簡介

一種藍白色金屬。密度為7.14克/立方厘米，熔點為419.5℃。在室溫下，性較脆；100～150℃時，變軟；超過200℃後，又變脆。聲音在其中的傳播速率：3850

莫氏硬度：2.5 鋅的化學性質活潑，在常溫下的空氣中，表面生成一層薄而緻密的鹼式碳酸鋅膜，可阻止進一步氧化。當溫度達到225℃後，鋅氧化激烈。燃燒時，發出藍綠色火焰。鋅易溶於酸，也易從溶液中置換金、銀、銅等。

鋅離子

由於鋅在常溫下表面易生成一層保護膜，所以鋅最大的用途是用於鍍鋅工業。鋅能和許多有色金屬形成合金，其中鋅與鋁、銅等組成的合金，廣泛用於壓鑄件。鋅與銅、錫、鉛組成的黃銅，用於機械製造業。含少量鉛鎘等元素的鋅板可製成鋅錳乾電池負極、印花鋅板、有粉腐蝕照像制板和膠印印刷板等。鋅與酸或強鹼都能發生反應，放出氫氣。鋅肥（硫酸鋅、氯化鋅）有促進植物細胞呼吸、碳水化合物的代謝等作用。鋅粉、鋅鋇白、鋅鉻黃可作顏料。氧化鋅還可用於醫藥、橡膠、油漆等工業。

自然界中，鋅多以硫化物狀態存在。主要含鋅礦物是閃鋅礦。也有少量氧化礦，如菱鋅礦和異鋅礦。

元素名稱：鋅

元素符號：Zn

元素英文名稱：Zinc

相對原子質量65.39：

元素類型：金屬元素

原子序數：30

質子數：30

中子數：35

摩爾質量：65

所屬周期：4

所屬族數：IIB

核外電子排布：2-8-18-2

晶體結構：晶胞為六方晶胞。

顏色和狀態： 帶藍的淺灰色

密度： 7.133 g/cm3(20 ℃)

熔點：419.6 ℃

沸點： 907 ℃

原子半徑（計算值）：135（142）pm

發現簡史

鋅也是人類自遠古時就知道其化合物的元素之一。鋅礦石和銅熔化製得合金——黃銅,早為古代人們所利用。但金屬狀鋅的獲得比銅、鐵、錫、鉛要晚得多，一般認為這是由於碳和鋅礦共熱時，溫度很快高達1000 C以上，而金屬鋅的沸點是906C，故鋅即成為蒸氣狀態，隨煙散失，不易為古代人們所察覺，只有當人們掌握了冷凝氣體的方法後，單質鋅才有可能被取得。
世界上最早發現並使用鋅的是中國，在10~11世紀中國是首先大規模生產鋅的國家。明朝末年宋應星所著的《天工開物》一書中有世界上最早的關於煉鋅技術的記載。生產過程非常簡單，將爐甘石（即菱鋅礦石）裝滿在陶罐內密封，堆成錐形，罐與罐之間的空隙用木碳填充，將罐打破，就可以得到提取出來的金屬鋅錠。另外，我國化學史和分析化學研究的開拓者王鏈（1888─1966）在1956年分析了唐、宋、明、清等古錢後，發現宋朝的紹聖錢中含鋅量高，提出中國用鋅開始於明朝嘉慶年間的正確的科學結論。鋅的實際套用可能比《天工開物》成書年代還早。
鋅的名稱來源於拉丁文Zincum，意思是“白色薄層”或“白色沉積物”，它的化學符號Zn也來源於此，其英文名稱是Zinc。

元素描述

純鋅呈藍白色，有光澤。硬度2.5（莫氏硬度）。具有延展性。密度7.14克/厘米3。熔點419.58℃，沸點907℃。化合價+2。已知鋅有十五個同位素。是很好的導熱體和導電體。電離能9.394電子伏特。化學性質比較活潑，但在空氣中較穩定，與酸和鹼作用會放出氫氣。

元素來源

主要礦石是鐵閃鋅礦或閃鋅礦ZnS。將礦石在空氣中煅燒成氧化鋅，然後用炭還原即得；或用硫酸浸出成硫酸鋅後，再用電解法將鋅沉積出來。

環境影響

健康危害

侵入途徑：吸入、食入。
鋅入量過多可致中毒，如食入鋅過多可引起急性鋅中毒，有嘔吐、腹瀉等胃腸道症狀；工廠鋅霧吸入可有低熱及感冒樣症狀；慢性鋅中毒可有貧血等症狀；動物實驗可致肝、腎功能及免疫力受損。有些兒童玩具的塗料含鋅，小兒喜把玩具放口內，常食入鋅過多可致中毒。

毒理學資料

遷移轉化：天然水中的鋅以可溶的絡合物狀態存在。天然水中的鋅還要向底質沉積物遷移轉化。鋅可與天然水中的粘土礦物締合，被吸附在日格中成為吸著離子，吸持的形式為Zn2+、ZnOH+及ZnCl+。此時鋅隨同粘土礦物沉積遷移到底質中。鋅還可形成化學沉澱物向底質遷移。含鋅廢水排放到天然水體中後，在鹼性環境生成Zn(OH)2絮狀沉積物遷移到底質中。Zn2+與S2-有很的親合力，也可形成溶度積極小的ZnS沉積到底質中。測定結果表明，底質沉積物中含鋅範圍為45～2221ppm，平均110ppm，是水體中鋅含量的10,000倍。水生動植物有很強的吸收鋅的能力，致使水中的鋅向生物體內遷移。

一般說來，水生動植物體內鋅的濃度可比水相中鋅的濃度高出1000～100,000倍。因此鳳眼蓮、菹草、金魚草、浮萍有希望作污水中鋅的淨化植物。土壤中鋅的遷移性取決於土壤的pH值。鋅在酸性土壤中容易發生遷移。當土壤為酸性時，被粘土礦物吸附的鋅易於解脫，土壤中不溶的氫氧化鋅可和酸作用，轉變成可溶的Zn2+狀態，土壤中鋅以Zn2+為主，容易淋失遷移或被植物吸收，因此，缺鋅現象常常在酸性土壤中存在。

鋅濃度為2mg/L時，水有異味，濃度為5mg/L時水呈乳濁狀。
對生物降解的影響：水中濃度1-3mg/L時，廢水的生物處理受抑制。

危險特性：具有強還原性。與水、酸類或鹼金屬氫氧化物接觸能放出易燃的氫氣。與氧化劑、硫黃反應會引起燃燒或爆炸。粉末與空氣能形成爆炸性混合物，易被明火點燃引起爆炸，潮濕粉塵在空氣中易自行發熱燃燒。
燃燒(分解)產物：氧化鋅。

元素用途

鋅的最重要的用途是製造鋅合金和作為其他金屬的保護層，如電鍍鋅，以及製造黃銅、錳青銅、白鐵和乾電池。鋅粉是有機合成工業的重要還原劑。

元素輔助資料：

鋅和銅的合金——黃銅，

鋅離子

早被古人利用，黃銅的生產可能是冶金學上最早的偶然發現之一。但是人們取得鋅比較晚，碳和鋅礦共熱時，溫度很快高達1000℃，而鋅在923℃沸騰，在此溫度下成蒸汽狀態，隨煙散失，不易為古代人們察覺，只有當人們掌握了冷凝氣體的方法後，單質鋅才有可能被取得。因此，鋅登上歷史舞台的時間要比銅、錫、鐵、鉛晚的多。

據國外學者們考證，我國古代勞動人民首先生產出鋅。我國製取鋅的方法講述最清楚的出現在明朝末年宋應星著述的《天工開物》中。西方認為最早講到鋅的是德國貴族政治學家龍涅斯在1617年發表的著述，他敘述在熔鉛的爐壁上出現白色的金屬，工人們稱它為 zinck或conterfeht，這種白色金屬像是錫，但比較硬，缺乏延展性，沒有太大用途。鋅的拉丁名稱 zincum和元素符號Zn由此而來。

1737年和1746年德國礦物學家亨克爾和化學家馬格拉夫先後將菱鋅礦與木炭共置陶製密閉容器中燒，得到金屬鋅。拉瓦錫在1789年發表的元素表中，首先將鋅列為元素。