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30 Zn 鋅 Zinc

鋅 (Zn)

過渡金屬 · 固態 · 週期 4 · 族 12

鋅實物照片
圖片來源: Alchemist-hp (talk) (www.pse-mendelejew.de) · FAL

元素屬性

原子序數
30
符號
Zn
原子質量
65.4
標準狀態
固態
週期
4
族
12
電負性
1.65
原子半徑
139
離子化能
9.39
電子親和能
—
氧化態
+2
熔點
692.68 K (419.53 °C)
沸點
1180 K (906.85 °C)
密度
7.134
電子排布
[Ar]4s2 3d10
發現年份
1746

電子層

鋅(原子序數30)的電子層圖(主能級)

[Ar]4s2 3d10

電子按層(主能級)排列在原子核周圍。此圖為示意圖——同一層的軌道不會分開繪製。

關於鋅

鋅(ㄒㄧㄣ)(英語:Zinc),是一種化學元素,化學符號為Zn,原子序數為30,原子量為65.38 u,屬於過渡金屬;鋅由於形、色類似鉛,故也稱為亞鉛,古稱倭鉛、白鉛。鋅在常溫下為硬脆物質,且帶有藍銀色光澤。鋅為元素週期表第十二族中的第一個元素。在某些方面,鋅的化學性質與鎂相似:兩者皆呈現單一氧化態 (+2),且Zn2+和Mg2+離子大小相似。鋅為地殼中含量第二十四多的元素,有五個穩定的同位素。最常見的含鋅礦物為閃鋅礦,是鋅硫化物。最大可開採的礦脈位於澳洲、亞洲及美國。鋅礦物利用泡沫浮選法精煉,並經過焙燒和電解提煉。黃銅為依各種比例混合的銅及鋅的合金,早在西元三千年前的愛琴海、伊拉克、阿拉伯聯合大公國、卡爾梅克、土庫曼斯坦及喬治亞,和西元兩千年前的印度西部、烏茲別克斯坦、伊朗、敘利亞、伊拉克及以色列/巴勒斯坦就已經被人們利用。儘管人們在古代羅馬跟希臘時就知道鋅金屬,但直到十二世紀時才在印度被大規模生產。藉由拉賈斯坦邦的礦物我們獲得確切的證據,將鋅的生產回溯至西元前六世紀。迄今,最古老的純鋅來自拉賈斯坦邦的扎瓦爾,早在西元九世紀時便利用蒸餾法來生產純鋅了。鍊金術士在空氣中燃燒鋅,用來產生氧化鋅,他們稱之為「白雪」。此元素可能是由鍊金術士帕拉塞爾蘇斯經德語:Zinke(叉、牙齒之意)所命名。純金屬鋅在1746年被德國化學家馬格拉夫發現。1800年時,路易吉·伽伐尼和亞歷山德羅·伏打揭示了鋅的電化學性質。鋅最主要的應用為抗腐蝕的鐵鍍鋅(熱浸鍍鋅),在現代工業中對於碳鋅電池製造上有不可磨滅的地位,最具代表性之用途為「鍍鋅鐵板」,該技術被廣泛用於汽車、電力、電子及建築等各種產業中。其他應用在電池、小型非結構鑄件及合金像是黃銅等。人們在生活中普遍的使用各種鋅化合物,例如碳酸鋅和葡萄糖酸鋅(膳食補充劑)、氯化鋅(除臭劑)、吡硫鎓鋅(去屑洗髮精)、硫化鋅(螢光塗料),及有機實驗室的二甲基鋅

發現史

日本古稱為亞鉛,古代中國稱為倭鉛,又稱白鉛,約在明朝時傳入,由爐甘石煉成。在清朝時,由化學家徐壽改稱為鋅。過去,鋅每磅(約454克)的價格約一美元,屬於價格較低廉的金屬。故美國政府用以鑄造1美分硬幣(1 cent),但隨著鋅的價格飛漲,反而出現造價超過錢幣面值的現象。1美分硬幣含有97.5%的鋅,表面再鍍上銅。然因鋅的價格飆漲,一枚硬幣的造價已達至1.79美分,超過幣值許多,更因亞洲的經濟崛起,銅及鋅等需求大幅增加,價格持續上揚,情況嚴重至有人提議廢除1美分硬幣。

用途與應用

加入其他元素組成的一種合金。根據加入的元素不同而分出不同的種類,可以形成不同種類的低溫鋅合金。許多合金都包含鋅元素,比如黃銅就是鋅和銅的合金。其它可與鋅組成二元合金的金屬包括鋁、銻、銀、錫、鎂、鈷、鎳、碲、鎘、鉛、鈦和鈉。雖然鋅和鋯均非鐵磁材料,它們的合金ZrZn2卻能在35 K時表現出鐵磁性。熔點低,在385℃熔化;流動性好;在大氣中耐腐蝕;蠕變強度低,尺寸容易在自然時效下發生變化 黃銅:機械性能和耐磨性能都很好;敲起來聲音獨特;鋅鎘合金:流動性好、光面好,容易進行拋光、焊接等加工;2號鋅合金:機械性能最好;硬度要求達標;尺寸精度一般;3號鋅合金:流動性良好;機械性能良好;適合做玩具、燈具、裝飾品等;應用最為廣泛;5號合金:流動性良好;機械性能良好;適合做汽車配件、機電配件等;8號合金:良好的機械性;尺寸穩定性好;流動性較差;適合做元器件;Superloy:流動性最好;一般用作壓鑄薄壁;適合做電器元件以及盒體。

同位素

Five stable isotopes of zinc occur in nature, with 64Zn being the most abundant isotope (49.17% natural abundance). The other isotopes found in nature are 66Zn (27.73%), 67Zn (4.04%), 68Zn (18.45%), and 70Zn (0.61%). Several dozen radioisotopes have been characterized. 65Zn, which has a half-life of 243.66 days, is the least active radioisotope, followed by 72Zn with a half-life of 46.5 hours. Zinc has 10 nuclear isomers, of which 69mZn has the longest half-life, at 13.75 hours. The superscript m indicates a metastable isotope, whose nucleus is in an excited state and which will eventually return to its ground state, through the emission of excess energy in the form of one or more photons (gamma rays), with the nucleus decaying to the ground state by the end of the process. The most common decay mode of a radioisotope of zinc with a mass number lower than 66 is electron capture. The resu

來源與許可

元素描述改編自維基百科(CC BY-SA 4.0),結構化數據來自 Wikidata(CC0)。 維基百科 Wikidata

常見問題

鋅 的原子序數是多少?

鋅 的原子序數是 30,等於其原子核中的質子數。

鋅 的相對原子質量是多少?

鋅 的相對原子質量約為 65.4 u(以碳-12 原子質量的十二分之一為基準)。

鋅 的電子排布是什麼?

鋅 的電子排布為 [Ar]4s2 3d10。

鋅 在週期表中的位置?

鋅 位於第 4 週期、第 12 族。

鋅 是何時被發現的?

鋅 於 1746 被發現。

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