Zinc
| Zinc | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Appearance | silver-gray | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Standard atomic weight Ar°(Zn) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Zinc in the periodic table | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atomic number (Z) | 30 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Group | group 12 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Period | period 4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Block | d-block | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Electron configuration | [Ar] 3d10 4s2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Electrons per shell | 2, 8, 18, 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Physical properties | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Phase at STP | solid | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Melting point | 692.68 K (419.53 °C, 787.15 °F) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Boiling point | 1180 K (907 °C, 1665 °F) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Density (at 20° C) | 7.140 g/cm3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| when liquid (at m.p.) | 6.57 g/cm3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Heat of fusion | 7.32 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Heat of vaporization | 115 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Molar heat capacity | 25.470 J/(mol·K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Specific heat capacity | 389.569 J/(kg·K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Vapor pressure
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| Atomic properties | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Oxidation states | common: +2 −2, 0, +1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Electronegativity | Pauling scale: 1.65 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ionization energies |
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| Atomic radius | empirical: 134 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Covalent radius | 122±4 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Van der Waals radius | 139 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Spectral lines of zinc | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Other properties | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Natural occurrence | primordial | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Crystal structure | hexagonal close-packed (hcp) (hP2) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lattice constants | a = 266.46 pm c = 494.55 pm (at 20 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Thermal expansion | 30.08×10−6/K (at 20 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Thermal conductivity | 116 W/(m⋅K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Electrical resistivity | 59.0 nΩ⋅m (at 20 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Magnetic ordering | diamagnetic | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Molar magnetic susceptibility | −11.4×10−6 cm3/mol (298 K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Young's modulus | 108 GPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Shear modulus | 43 GPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Bulk modulus | 70 GPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Speed of sound thin rod | 3850 m/s (at r.t.) (rolled) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Poisson ratio | 0.25 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Mohs hardness | 2.5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Brinell hardness | 327–412 MPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| CAS Number | 7440-66-6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| History | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Naming | probably from the German zinke, "tooth-like", since its crystals are needle-like | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Discovery | Indian metallurgists (before 1000 BC) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| First isolation | Andreas Sigismund Marggraf (1746) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Recognized as a unique metal by | Rasaratna Samuccaya (1300) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Isotopes of zinc | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Zinc is a chemical element; it has symbol Zn and atomic number 30. It is a slightly brittle metal at room temperature and has a shiny blue whitish appearance when surface oxidation is removed. It is the first element in group 12 (IIB) of the periodic table. Zinc is the 24th most abundant element in Earth's crust, with an average concentration of 70 grams per ton. Zinc also has five stable isotopes; the most abundant of which, Zn-64, comprises nearly half of zinc's total abundance. In some respects, zinc is chemically similar to magnesium: both elements exhibit only one normal oxidation state (+2), and the Zn2+ and Mg2+ ions are of similar size. The most common zinc ore is sphalerite (zinc blende), a zinc sulfide mineral. The largest concentration of economically feasible lodes in descending order are located in China, Peru, and Australia and among others. Zinc is refined industrially by froth flotation of the ore, roasting, and final extraction using electricity (electrowinning).
Zinc is an essential trace element for humans, animals, plants and for microorganisms and is necessary for both prenatal and postnatal development. It is the second most abundant trace metal in humans after iron, an important cofactor for many enzymes, and the only metal which appears in all enzyme classes. Zinc is also an essential nutrient element for coral growth.
Enzymes with a zinc atom in the reactive center are widespread in biochemistry, such as alcohol dehydrogenase in humans. Deficiency of zinc intake affects about two billion people in the developing world and is associated with many diseases. In children, deficiency causes growth retardation, delayed sexual maturation, infection susceptibility, and diarrhea. However, consumption of excess zinc may cause ataxia, lethargy, and copper deficiency. In marine biomes, notably within polar regions, a deficit of zinc can compromise the vitality of primary algal communities, potentially destabilizing the intricate marine trophic structures and consequently impacting biodiversity.
Brass, an alloy of copper and zinc in various proportions, was used as early as the third millennium BC in the Aegean area and the region which currently includes Iraq, the United Arab Emirates, Kalmykia, Turkmenistan and Georgia. In the second millennium BC it was used in the regions currently including West India, Uzbekistan, Iran, Syria, Iraq, and Israel. Zinc metal was not produced on a large scale until the 12th century in India, though it was known to the ancient Romans and Greeks. The mines of Rajasthan have given definite archeological evidence of zinc production harking back to the 6th century BC. The oldest man-made pure zinc comes from Zawar, Rajasthan, as early as the 9th century AD, when a distillation process was utilized to make virtually pure zinc. Alchemists would burn zinc metal in air to form what they called "philosopher's wool" or "white snow" (zinc oxide, ZnO).
The element was probably named by the alchemist Paracelsus after the German word Zinke (prong, tooth). German chemist Andreas Sigismund Marggraf is credited with discovering pure metallic zinc in 1746. By 1800, work done by Luigi Galvani and Alessandro Volta had uncovered the electrochemical properties of zinc.
Plating of corrosion-resistant zinc on iron, achieved by a process named hot-dip galvanization, is the major application for zinc. Other applications include electrical batteries, small non-structural casts, and alloys such as brass. A variety of zinc compounds are commonly used, such as zinc carbonate, zinc gluconate (as dietary supplements), zinc chloride (in deodorants), zinc pyrithione (anti-dandruff shampoos), and zinc sulfide (in luminescent paints). In addition, dimethylzinc and diethylzinc are used for the chemical syntheses of organic compounds.