العنصر الكيميائي الزنك

الزِّنْك أو الخارَصِين أو التُوتِياء، الرمز الكيميائي Zn من عناصر السلسلة الأولى في الفلزات الانتقالية وذلك لوجود مدارات فارغة بالمدار d وبالتالي يستطيع تكوين معقدات، وهو من العناصر الهامة لاستخداماته المتعددة. الزنك المنطوق / ziŋk / zingkمن الكلمة الألمانية ziŋkوالمعروف أيضا بدخان الزنك وهو عنصر كيميائي معدني ,يرمزله بالرمزzn رقمه الذري 30,وهو العنصر الأول في المجموعة12 من الجدول الدوري. يشبه الزنك في بعض خصائصه المغنزيوم ,لان شاردته تشبه من حيث الحجم الزنك +2,بالإضافة إلى الزنك من بين 24عنصر الأكثر وفرة على مستوى القشرة الأرضية كما لديه 5 نظائر مستقرة، وخام الزنك الأكثر استعمالا هو سيلفيرات وكبريت الزنك ,وتتواجد المناطق الأكثر إنتاجا له في أستراليا ,آسيا ,والولايات المتحدة الأمريكية. ويشمل إنتاج الزنك ,زبد تعويم الخام ,التحميص,الاستخراج النهائي باستعمال الكهرباء. وقد استخدم النحاس الأصفر وهو سبيكة من النحاس والزنك من على الأقل القرن 10 قبل الميلاد ,وام يتم إنتاج معدن الزنك على نطاق واسع حتى القرن 13 في الهند ,في حين ان المعدن ام يكن معروفا في اروبا إلى غاية نهاية القرن 16 احرق الكيميائيون الزنك في الهواء للتشكيل ما سموه″صوف الفيلسوف"وباض الثلج العنصر ربما سمي من قبل الكيميائيون براسيلوس بعد الكلمة الألمانية zink, منح العلم الألماني اندرياس سيغسمون مارغان فرض من أجل اكتشاف الزنك المعدنية الصرفة في1746. العمل الذي قام لويجي جالفاني واليساندرو وفولتا كشف خصائص كهرو كيميائية للزنـك بحلول عام 1800. مقاومة التآكل، طلاء الفولاذ بالزنك هي كبرى تطبيقات الزنك، وهناك أخرى في البطاريات والسبائك مثل brass يشبع استخدام مجموعة متنوعة من مركبات الزنك مثل كاربونات الزنك، غلوكونات الزنك (المكملا ت الغذائية ,كلوريد الزنك (في مزيلات الروائح)بيربيتيوني الزنك (في الشامبو المضاد للقشرة) كبريتيد الزنك(الاضاءة الملونة)وميثيل أو ايثيل الزنك فيستعمل في المغابر العضوية. الزنك هو أهم معدن في الحالات البيولوجية الاستثنائية واهمية الصحة العمومية ,نقص الزنك يؤثر على نحو مليار شخص في العالم النامي ويرتبط بالعديد من الأمراض وعند الأطفال يسبب نقصه تاخر النمو ,وتاخر النضج الجنسي، العدوى، الحساسية، الإسهال وهذا ما أدى إلى وفاة ازيد من 800000 طفل في العالم سنويا. الانزيمات لها رد فعل مركزي واسع في الكيمياء الحيوية مثل هيدروجين الكحول عند الإنسان حيث يسبب استهلاك الزنك الزائد الترنح الخمول والنعاس.

كيفية التكوين
يتكوّن الزنك في داخل المستعرات العظمى.[1] الزنك كبيرة وثقيلة جدا تتشكل في نجوم باستخدام طريقة السليكوم المحروق، يتم تكون نموذج الزنك المستقرة من خلال عملية السيبرنوفا وعملية الراديوية
تاريخ الزنك
كلمة الخارصين هي التسمية العربية للزنك. ويختلف العلماء اللغويون حول اصل كلمة زنك فبينما يرى بعضهم انها كلمة لاتينية تعنى الراسب الأبيض يرى اخرون انها مشتقة من الكلمة الألمانية Zinke وهي تعنى اسنان المشط حيث أن شكل الفلز الخام في فرن الصهر يكون شبيها بهذا. الاستعمال القديم امثلة مختلفة عن استعمال الزنك غير النقي عثر على تمثال ما قبل التاريخ يحتوي على87,5%من الزنك في فرانس الفانيا (رومانيا الجديدة).حلي مصنوعة من السبائك تحتوي على ما يقارب %80-90%من الرصاص الحديد القصدير ومعادن أخرى التي يدخل الزنك في تركيبها تم اكتشاف ان عمرها ازيد من 2500 سنة ولوحة زنكية (مصنوعة من الزنك) تسمى بارم رزمانية الاصل مصنوعة من سبائك الزنك ومؤرخ سترابو ومن فقرة إحدى كتابته الأولى من القرن الرابع قبل الميلاد يشير انه قطرات من الفضة المزيفة التي حين تختلط مع النحاس تسمى سبائك من الزنك النحاسي ’شاراسامهيتا في كتابات في العام500 قبل الميلاد او قبل ذلك اشار هذا المعدن حين يتاكسد كلمة الخارصين هي التسمية العربية للزنك ويختلف العلماء اللغويين حول اصل هذه الكلمة فبينما يرى بعضهم انها كلمة لاتينية تعني الراسب الأبيض ’ يرى آخرون انها مشتقة من كلمة ألمانية الزنك وهي تعني اسنان المشط ان شكل الفلز الخام في فرن الصهر يكون شبيها بهذا. المظهر رمادي فضي
الخصائص العامة الاسم، الرقم، الرمز زنك، 30، Zn
تصنيف العنصر فلز انتقالي
المجموعة، الدورة، المستوى الفرعي 12، 4، d
الكتلة الذرية 65.38(2)غ•مول−1
توزيع إلكتروني Ar]; 3d10 4s2]
توزيع الإلكترونات لكل غلاف تكافؤ 2, 8, 18, 2 (صورة)
الخصائص الفيزيائية الطور صلب
الكثافة (عند درجة حرارة الغرفة) 7.14 غ•سم−3
كثافة السائل عند نقطة الانصهار 6.57 غ•سم−3 نقطة الانصهار 692.68 ك419.53 ° ،س787.15 ° ،ف
نقطة الغليان 1180 ك907 ° ،س1665 ° ،ف
حرارة الانصهار 7.32 كيلوجول•مول−1
حرارة التبخر 123.6 كيلوجول•مول−1
السعة الحرارية (25 °س) 25.470 جول•مول−1•كلفن−1 ضغط البخار
P (باسكال) 1 10 100 1 كيلو 10 كيلو 100 كيلو عند T (كلفن) 610 670 750 852 990 1179
الخصائص الذرية أرقام الأكسدة +2, +1, 0 (أكاسيده مذبذبة)
الكهرسلبية 1.65 (مقياس باولنغ) طاقات التأين الأول: 906.4 كيلوجول•مول−1
الثاني: 1733.3 كيلوجول•مول−1 الثالث: 3833 كيلوجول•مول−1 نصف قطر ذري 134 بيكومتر
نصف قطر تساهمي 4±122 بيكومتر نصف قطر فان دير فالس 139 بيكومتر خصائص أخرى البنية البلورية نظام بلوري سداسي
المغناطيسية مغناطيسية معاكسة
مقاومة كهربائية 59.0 نانوأوم•متر (20 °س) الناقلية الحرارية 116 واط•متر−1•كلفن−1 (300 كلفن) التمدد الحراري 30.2 ميكرومتر•متر−1•كلفن−1 (25 °س) سرعة الصوت (سلك رفيع) (درجة حرارة الغرفة) (ملفوف) 3850 متر•ثانية−1 معامل يونغ 108 غيغاباسكال معامل القص 43 غيغاباسكال معامل الحجم 70 غيغاباسكال نسبة بواسون 0.25 صلادة موس 2.5 صلادة برينل 412 ميغاباسكال رقم الكاس 7440-66-6 النظائر الأكثر ثباتاً المقالة الرئيسية: نظائر الزنك
النظائر توافر طبيعي عمر النصف نمط الاضمحلال طاقة الاضمحلال (ميغا إلكترون فولت) ناتج الاضمحلال
64Zn 48.6% 64Zn هو نظير مستقر وله 34 نيوترون
65Zn مصطنع 243.8 يوم ε 1.3519 65Cu
γ 1.1155 - 66Zn 27.9% 66Zn هو نظير مستقر وله 36 نيوترون
67Zn 4.1% 67Zn هو نظير مستقر وله 37 نيوترون
68Zn 18.8% 68Zn هو نظير مستقر وله 38 نيوترون
70Zn 0.6% 70Zn هو نظير مستقر وله 40 نيوترون
72Zn مصطنع 46.5 ساعة β− 0.458 72Ga
عرض • نقاش • تعديل
الاكتشاف[عدل]
مقارنة بمعادن كالحديد والنحاس والرصاص التي اكتشفت قبل قبل الميلاد بالالاف الأعوام. فان اكتشاف الزنك قد جاء متاخرا في القرن الرابع عشر ميلاديا في الهند والصين وقد عثر في الصين على عملات معدنية تحتوى في تكونيها على 99% من الزنك و 1% من النحاس وذلك في الفترة من 1368 إلى 1644 م وقد عثرت في الهند على أدوات تشير ان عمليات صهر الزنك تمت في القرن الرابع عشر الميلادى. يعد تاخر اكتشاف الزنك إلى انخفاض درجة غليانه حيث يوجد في الطبيعة غالبا مع الرصاص والذي كان يصهر في افران درجة حرارتها حوالي 1000 مئوية فكان سرعان ما يتبخر الزنك ولا يبقى الا الرصاص. في عام 1617 عمل لوهنيس على دراسة عينات من الزنك احضرت من الهند والصين واطلق عليه اسم الزنك. في عام 1721 تمكن هنكل من تحضير الزنك من خام السميثسونيت (ZnCO3) إلا أنه احتفظ بالطريقة سرا وفي عام 1746 تمكن الالمانى مارجراف في برلين من إنتاج الزنك بتقطير خام السميثسونيت في وعاء مغلق ووصف الطريقة التي اتبعها والخطوات بدقة وبذلك يكون أول من توصل من تحضير الزنك معمليا.
وجود الزنك في الطبيعة
يوجد الزنك في قشرة الأرض بنسبة 65 جم لكل طن وهو العنصر رقم 24 من حيث الانتشار في القشرة الأرضية ويوجد في عدة خامات منها
مخلوط الزنك أو السفاليرايت ZnS
سميثسونايت ZnCO3
زينسيت ZnO
ويلميت x2ZnO.SiO2
فرانكلينيت ZnO.MnO)Fe2O)

اعداد الطالبة:الاء الحربي