Propriétés chimiques du zinc (25 faits à connaître)

Le Zn ou Zinc est un métal limite, de nature molle, et se trouve dans la croûte terrestre. Expliquons le zinc en détail.

Zn est présent dans le même groupe que le cadmium et le mercure et il est similaire au Mg en termes de propriétés. Il a une orbitale 3D remplie et pour cette raison, il se comporte différemment du reste des éléments de transition de la même période. Il a un potentiel de réduction plus élevé et peut donc utiliser différentes cellules électrolytiques.

À température ambiante, il apparaît sous forme de métaux cassants brillants, mais lorsque l'oxydation est éliminée, il semble être de couleur grisâtre brillante. Discutons de certaines des propriétés chimiques du zinc comme le point de fusion, le point d'ébullition, le numéro atomique, etc. dans cet article.

1. Symbole zinc

Les symboles sont utilisés pour exprimer l'élément en utilisant une ou deux lettres de l'alphabet anglais ou latin du nom chimique. Prédisons le symbole atomique du zinc.

Le symbole atomique du zinc est "Zn" car le nom commence par l'alphabet anglais Z. Mais Z représente un numéro atomique de chaque élément du tableau périodique, nous utilisons donc les deux premières lettres consécutives de l'alphabet anglais du zinc pour le distinguer à partir d'autres éléments.

2. Groupe du zinc dans le tableau périodique

Lignes verticales ou colonnes du tableau périodique sont appelés le groupe respectif du tableau périodique. Prédisons le groupe du zinc dans le tableau périodique.

Le groupe du zinc dans le tableau périodique est 12. Parce que c'est un métal de transition limite, et peut former des dications. Ainsi, il est placé dans le 12e groupe en tant qu'élément. Dans le tableau périodique de Mendeleev, c'est le groupe 12 mais dans le tableau moderne, il est placé dans le groupe IIB selon le tableau des précipitations.

3. Période du zinc dans le tableau périodique

Une ligne ou une ligne horizontale du tableau périodique où chaque élément est placé par son dernier nombre quantique principal est appelée une période. Prédisons la période de Zinc.

Le zinc appartient à la période 4 du tableau périodique car il a plus de 18 électrons dans la couche de valence. Jusqu'à la période 3, il y aura 18 électrons bien placés, donc les 12 électrons restants pour le Zn obtiennent 4^th période et 12^th groupe.

4. Bloc de zinc dans le tableau périodique

L'orbite où se trouvent les électrons de valence de l'élément est appelée le bloc du tableau périodique. Prédisons le bloc de Zinc.

Le zinc est un élément de bloc d car les électrons de valence sont présents dans l'orbitale d. Zn a également une orbite 4s mais les électrons les plus externes sont présents dans l'orbite 3d selon l'énergie d'échange et le principe d'Aufbau.

5. Numéro atomique du zinc

La valeur de Z, connue sous le nom de numéro atomique, est le nombre total d'électrons. Trouvons le numéro atomique du zinc.

Le numéro atomique du zinc est 30, ce qui signifie qu'il a 38 protons car le nombre de protons est toujours égal au nombre d'électrons. Pour cette raison, ils deviennent neutres en raison de la neutralisation de charges égales et opposées.

6. Poids atomique du zinc

La masse de l'élément s'appelle le poids qui est mesuré par rapport à une valeur standard. Calculons le poids atomique du zinc.

Le poids atomique du zinc sur le ¹²L'échelle C est 65, ce qui signifie que le poids du zinc est le 65/12^th partie du poids de l'élément carbone. Le poids atomique d'origine du zinc est de 65.38 car le poids atomique est le poids moyen de tous les isotopes de l'élément.

7. L'électronégativité du zinc selon Pauling

L'électronégativité de Pauling est le pouvoir d'attirer tout autre élément pour cet atome particulier. Prédisons l'électronégativité du zinc.

L'électronégativité du zinc selon l'échelle de Pauling est de 1.65, ce qui signifie qu'il est de nature plus électropositive et peut attirer des électrons vers lui. L'atome le plus électronégatif selon l'échelle de Pauling dans le tableau périodique est le fluor ayant une électronégativité de 4.0.

8. Densité atomique de zinc

Le nombre d'atomes présents par unité de volume de n'importe quel atome est appelé la densité atomique de cet élément respectif. Calculons la densité atomique du zinc.

La densité atomique du zinc est de 7.14 g/cm³ qui peut être calculé en plongeant la masse de zinc avec son volume. La densité atomique signifie le nombre d'atomes présents par unité de volume, mais le numéro atomique est le nombre d'électrons présents dans la valence et l'orbitale interne.

• La densité est calculée par la formule, densité atomique = masse atomique / volume atomique.
• La masse atomique ou le poids du zinc est de 65.38 g
• Le volume de la molécule de zinc est de 22.4 litres à STP selon le calcul d'Avogardo
• Ainsi, la densité atomique du zinc est de 65.38/(9.15) = 7.14 g/cm³

9. Point de fusion du zinc

Passer à un état liquide à partir de son état solide à une température particulière est appelé le point de fusion de cet élément particulier. Trouvons le point de fusion du zinc.

La point de fusion du zinc est une température de 419.50 C ou 692.5 K car à température ambiante, le zinc existe sous forme de solide où il adopte une structure hexagonale compacte. Il faut moins d’énergie pour faire fondre le cristal en liquide. En augmentant la température, les éléments peuvent être bien disposés.

10. Point d'ébullition du zinc

Le point d'ébullition est le point où la pression de vapeur d'un élément devient égale à sa pression atmosphérique. Trouvons le point d'ébullition du zinc.

La point d'ébullition du zinc est de 9070 C ou 1180K car il existe sous forme solide à température ambiante et c'est également un élément de métal de transition plus léger.

La force d'attraction de Van der Waal est faible. Par conséquent, une énergie thermique élevée est nécessaire pour faire bouillir le zinc. La forme solide du zinc existe à température ambiante ou à une température supérieure à son point de fusion.

11. Rayon de zinc de Van der Waals

Le rayon de Van der Waal est la mesure imaginaire entre deux atomes où ils ne sont pas liés de manière ionique ou covalente. Trouvons le rayon de Van der Waal du zinc.

Le rayon de Van der Waal de la molécule de zinc est de 139 pm car Zn a 4s et une orbitale 3d remplie, de sorte qu'il a un très mauvais effet d'écran. Pour cette raison, la force d'attraction du noyau pour l'orbite la plus externe augmente et diminue le rayon.

• Le rayon de Van der Waal est calculé par la formule mathématique considérant la distance entre deux atomes, où les atomes sont de forme sphérique.
• Le rayon de Van der Waal est, R_v = ré_AA / 2
• Où R_V représente le rayon de Van Waal de la molécule de forme sphérique
• d_AA est la distance entre deux sphères adjacentes de la molécule atomique ou la somme d'un rayon de deux atomes.

12. Rayon ionique du zinc

La somme du cation et de l'anion est appelée rayon ionique de l'élément. Trouvons le rayon ionique du zinc.

Le rayon ionique du zinc est de 139 pm, ce qui est le même que le rayon covalent car pour le zinc, le cation et l'anion sont les mêmes et ce n'est pas une molécule ionique. Au contraire, il se forme par l'interaction covalente entre deux atomes de zinc.

13. Isotopes du zinc

Les éléments ayant le même nombre d'électrons mais des nombres de masse différents sont appelés les isotopes de l'élément d'origine. Parlons des isotopes du zinc.

Le zinc a 39 isotopes basés sur leur nombre de neutrons qui sont énumérés ci-dessous:

• 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

Les isotopes stables sont discutés dans la section ci-dessous parmi 39 isotopes de zinc:

⁶⁵Zn, ⁶⁹Zn,^69mZn, ⁷¹Zn, ^71mZn, ⁷²Les Zn sont des isotopes radioactifs du zinc et ils peuvent émettre des particules radioactives. ⁶⁵Zn, ⁶⁹Zn,^69mZn, ⁷¹Zn, ^71mZn, ⁷²Les Zn sont des isotopes de zinc préparés synthétiquement parmi tous et le reste est obtenu naturellement.

14. Coque électronique en zinc

La coquille entourant le noyau selon le nombre quantique principal et contenant les électrons est appelée une coquille électronique. Parlons de la coque électronique du zinc.

La distribution de la couche électronique du zinc est 2 2 6 2 6 10 2 car il a des orbitales s, p et d autour du noyau. Puisqu'il a plus de 18 électrons et pour organiser 30 électrons, il a besoin de 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 3d, 4s et orbitales.

15. Configurations électroniques du zinc

La configuration électronique est un arrangement des électrons dans l'orbite disponible en considérant la règle de Hund. Discutons de la configuration électronique du zinc.

La configuration électronique de Zinc est 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶ 3d¹⁰4s² car il a 30 électrons et ces électrons doivent être placés sur l'orbite la plus proche des orbitales s, p et d du noyau et pour le 1^st,2^nd3^rd 4^th orbitales.

• En raison de l'énergie d'échange, les électrons entrent d'abord dans l'orbite 4s puis 3d.
• Où le premier nombre représente le nombre quantique principal
• La lettre est orbitale et le suffixe est le nombre d'électrons.
• Mais de nombreux éléments ont plus de nombres quantiques principaux en fonction du nombre d'électrons.
• Ar a 18 électrons, donc les électrons restants sont présents après la configuration du gaz noble.
• Ainsi, il est noté [Ar]4s²3d¹⁰.

16. Énergie du zinc de première ionisation

Le premier IE est l'énergie nécessaire pour retirer un électron de l'orbitale de valence de son état d'oxydation zéro. Prédisons la première ionisation du zinc.

La première valeur d'ionisation pour Zn est 906.4 KJ / mol parce que l'électron a été retiré de l'orbite 4s remplie, en raison d'un blindage inférieur. L'énergie nécessaire pour retirer un électron de 4s est moindre que les autres orbitales de Zn. Mais cela a demandé beaucoup plus d'énergie que prévu.

17. Énergie du zinc de deuxième ionisation

Le deuxième IE est l'énergie nécessaire pour retirer un électron de l'orbite disponible à partir de l'état d'oxydation +1. Voyons la deuxième énergie d'ionisation du zinc.

La solution 2^nd l'énergie d'ionisation du zinc est de 1733 KJ/mol car, dans le 2^nd ionisation, les électrons sont retirés de l'orbite 4s à moitié remplie. Lorsqu'un électron est retiré d'une orbitale à moitié remplie, il a besoin de plus d'énergie, et +1 est également l'état stable de Zn. Par conséquent, les 2^nd l'énergie d'ionisation est très supérieure à 1^st.

18. Énergie du zinc de la troisième ionisation

Le retrait du troisième électron de l'orbite la plus externe ou pré-ultime d'un élément ayant un état d'oxydation +2 est le troisième IE Prédisons le troisième IE du zinc.

La troisième énergie d'ionisation du Zn est de 3833 KJ/mol car -

• Retirer des électrons d'une orbitale remplie nécessite toujours beaucoup plus d'énergie que prévu car la stabilité est perdue.
•  Les électrons sont retirés d'une orbitale 3D remplie en raison de l'échange d'énergie.
• L'orbite 3d a un mauvais effet de blindage, de sorte qu'elle peut très mal protéger l'électron externe du noyau.
•  Pour cette raison, la force d'attraction du noyau sur l'électron le plus externe sera augmentée et l'élimination de l'électron nécessitera une énergie beaucoup plus élevée.

19. États d'oxydation du zinc

Lors de la formation de la liaison, la charge qui apparaît sur l'élément est appelée état d'oxydation. Prédisons l'état d'oxydation du zinc.

L'état d'oxydation stable du zinc est +2 car il a deux électrons dans l'orbitale s. Lorsque l'électron est retiré, Zn a rempli l'orbite 3d et donne une stabilité supplémentaire en raison de l'énergie d'échange nulle. Par conséquent, il a un état d'oxydation stable de +2.

20. Numéro CAS du zinc

Le numéro CAS ou l'enregistrement CAS pour tout élément est utilisé pour identifier l'élément unique. Communiquez-nous le numéro CAS du zinc.

Le numéro CAS de la molécule de zinc est 7440-66-6, qui est donnée par le Chemical Abstracts Service.

21. ID d'araignée de zinc chimique

Chem Spider ID est le numéro particulier donné à un élément particulier par la Royal Society of Science pour identifier son caractère. Discutons-en pour le zinc.

L'identifiant Chem Spider pour le zinc est 29723. En utilisant ce nombre, nous pouvons évaluer toutes les données chimiques liées à l'atome de zinc. Comme le numéro CAS, il est également différent pour tous les éléments.

22. Formes allotropiques du zinc

allotropes sont des éléments ou des molécules ayant des propriétés chimiques similaires mais des propriétés physiques différentes. Discutons de la forme allotropique du zinc.

Le zinc n'a pas de formes allotropiques car il ne présente pas de propriétés de caténation comme le carbone. C'est juste un métal de transition limite.

23. Classification chimique du zinc

Sur la base de la réactivité chimique et de la nature, les éléments sont classés dans une classe spéciale. Faites-nous savoir la classification chimique du zinc.

Le zinc est classé dans les catégories suivantes:

• Zn est un élément de métal de transition plus léger
• Zn est un agent réducteur
• Zn est également classé comme réactif sur la base de la tendance de réaction vers le carbonyle.
• Zn est plus fragile et transporte l'électricité selon la conductance électrique.

24. Etat du zinc à température ambiante

L'état physique d'un atome est l'état dans lequel un élément existe à température ambiante et pression standard. Prédisons l'état de Zn à température ambiante.

Le zinc existe à l'état solide à température ambiante car il a une interaction de Van der Waal plus élevée. Sous forme cristalline, il adopte une structure hexagonale compacte de sorte que les atomes existent très proches les uns des autres. Le caractère aléatoire de l'atome est très élevé à température ambiante.

L'état solide du zinc peut être changé en liquide à très basse température, où le caractère aléatoire sera diminué pour l'atome de zinc.

25. Le zinc est-il paramagnétique ?

Le paramagnétisme est la tendance de l'aimantation dans la direction du champ magnétique. Voyons si le zinc est paramagnétique ou non.

Le zinc n'est pas paramagnétique, mais plutôt diamagnétique dans la nature en raison de la présence d'un électron apparié dans son orbite 4s et tous les électrons de son orbite 3d sont également appariés. Après la première ionisation, Zn⁺ est de nature paramagnétique car il y aura un électron non apparié pour l'orbite 4s.

Conclusion

Zn est un élément de transition limite, en raison de son potentiel de réduction plus élevé, il peut être utilisé dans une cellule galvanique. De plus, en raison de sa tendance réductrice, il peut être utilisé comme agent réducteur dans de nombreuses réactions organiques. Il peut former de l'oxyde amphotère.

Biswarup Chandra Dey

Salut……Je m'appelle Biswarup Chandra Dey, j'ai terminé ma maîtrise en chimie à l'Université centrale du Pendjab. Mon domaine de spécialisation est la chimie inorganique. La chimie ne consiste pas seulement à lire ligne par ligne et à mémoriser, c'est un concept à comprendre de manière simple et je partage ici avec vous le concept de chimie que j'apprends parce que la connaissance vaut la peine d'être partagée.