Zinco

Zinco
; 30	Zn
Aspetto
	Aspetto dell'elementometallo grigio-azzurrognolo
	Linea spettrale; Linea spettrale dell'elemento
Generalità
Nome, simbolo, numero atomico	zinco, Zn, 30
Serie	metalli di transizione
Gruppo, periodo, blocco	12, 4, d
Densità	7 140 kg/m³
Durezza	2,5
Configurazione elettronica	Configurazione elettronica
Termine spettroscopico	1S0
Proprietà atomiche
Peso atomico	65,409 u
Raggio atomico (calc.)	135(142) pm
Raggio covalente	131 pm
Raggio di van der Waals	139 pm
Configurazione elettronica	[Ar]3d104s2
e− per livello energetico	2, 8, 18, 2
Stati di ossidazione	2 (anfotero)
Struttura cristallina	esagonale
Proprietà fisiche
Stato della materia	solido
Punto di fusione	692,68 K (419,53 °C)
Punto di ebollizione	1 180 K (910 °C)
Volume molare	9,16×10−6 m³/mol
Entalpia di vaporizzazione	115,3 kJ/mol
Calore di fusione	7,322 kJ/mol
Tensione di vapore	192,2 Pa a 692,73 K
Velocità del suono	3700 m/s a 293,15 K
Altre proprietà
Numero CAS	7440-66-6
Elettronegatività	1,65 (Scala di Pauling)
Calore specifico	390 J/(kg·K)
Conducibilità elettrica	16,6×106/(m·Ω)
Conducibilità termica	116 W/(m·K)
Energia di prima ionizzazione	906,4 kJ/mol
Energia di seconda ionizzazione	1 733,3 kJ/mol
Energia di terza ionizzazione	3 833 kJ/mol
Energia di quarta ionizzazione	5 731 kJ/mol
Isotopi più stabili
iso: isotopo; NA: abbondanza in natura; TD: tempo di dimezzamento; DM: modalità di decadimento; DE: energia di decadimento in MeV; DP: prodotto del decadimento

Lo zinco è l'elemento chimico di numero atomico 30 e il suo simbolo è Zn. È il primo elemento del gruppo 12 del sistema periodico, facente parte del blocco d, ed è quindi formalmente un elemento di transizione, sebbene per il suo comportamento chimico assomigli molto di più a quello dei metalli di post-transizione.^[1]

Lo zinco è presente in natura con cinque isotopi. Allo stato metallico mostra lucentezza grigio argentea con una distinta sfumatura azzurrina;^[2]^[3] è un metallo diamagnetico, discreto conduttore di elettricità e calore; a temperatura ambiente è molto poco duttile o malleabile, quasi fragile, ma diviene tale se riscaldato tra 110 °C e 150 °C, intervallo in cui è facilmente lavorabile.^[4] Entra a far parte di molte leghe,^[5] la più comune è l'ottone (Zn e Cu).

Il principale minerale di zinco è la sfalerite (o blenda), che è essenzialmente il suo solfuro (ZnS), un composto semiconduttore che forma cristalli aventi struttura cubica simile a quella del diamante. Per la sua affinità per lo zolfo e omologhi superiori (calcogeni) è classificato geochimicamente tra i metalli "calcofili".^[6]

Lo zinco è un metallo moderatamente reattivo, che si combina con l'ossigeno, alogeni e altri non metalli; reagisce molto facilmente con acidi diluiti in soluzione acquosa generando idrogeno. Lo stato di ossidazione praticamente esclusivo dello zinco è +2, come per il magnesio, con il quale presenta altre analogie: per entrambi la configurazione elettronica esterna presenta due elettroni al di sopra di gusci elettronici completi: [Ne] 3s² per Mg e [Ar] 3d¹⁰ 4s² per Zn. Il raggio ionico di Zn²⁺ è 88 pm, quasi uguale a quello di Mg²⁺ (86 pm),^[7] il che si riflette nella similitudine in molta della sua chimica. In particolare, nello zinco c'è indisponibilità degli elettroni del guscio sottostante per la formazione dei loro composti, come accade per il magnesio, e ciò a differenza del rame che è l'elemento precedente e di tutti i metalli di transizione ancora precedenti;^[8] tuttavia, lo zinco metallico è decisamente meno reattivo e molto meno riducente: il potenziale di riduzione dello ione Zn²⁺(-0,762 V^[9]) è molto meno negativo di quello di Mg²⁺ (-2,372 V^[10]); in questo lo zinco assomiglia, piuttosto, al manganese (-1,185 V^[9]), che è un po' più reattivo. La minore reattività dello zinco viene sfruttata anche in chimica organica, dove i composti di organozinco (zinco dialchili, R₂Zn, e alogenuri di zinco alchile, RZnX) risultano meno nucleofili e meno basici dei corrispondenti composti di organomagnesio, permettendo così migliore selettività e meno precauzioni nel loro uso.^[11]

Lo zinco, a differenza dei suoi omologhi superiori cadmio e mercurio, che sono tossici, è un elemento che in tracce è essenziale per l'organismo umano^[12] ed è presente in esso in quantità superiore a quella di qualsiasi altro oligoelemento al di fuori del ferro.

^ (EN) William B. Jensen, The Place of Zinc, Cadmium, and Mercury in the Periodic Table, in Journal of Chemical Education, vol. 80, n. 8, 2003-08, pp. 952, DOI:10.1021/ed080p952. URL consultato il 26 giugno 2023.
^ N. N. Greenwood e A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, 2ª ed., Butterworth-Heinemann, 1997, p. 1205, ISBN 0-7506-3365-4.
^ Pradyot Patnaik, Handbook of InorganicChemicals, McGraw-Hill, 2003, p. 981, ISBN 0-07-049439-8.
^ Zinc - Zn, su lenntech.com.
^ (EN) Zinc Alloys, su Belmont Metals. URL consultato il 19 ottobre 2022.
^ N. N. Greenwood e A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, 2ª ed., Butterworth-Heinemann, 1997, p. 1202, ISBN 0-7506-3365-4.
^ (EN) R. D. Shannon, Revised effective ionic radii and systematic studies of interatomic distances in halides and chalcogenides, in Acta Crystallographica Section A: Crystal Physics, Diffraction, Theoretical and General Crystallography, vol. 32, n. 5, 1º settembre 1976, pp. 751–767, DOI:10.1107/S0567739476001551. URL consultato il 19 ottobre 2022.
^ F. Albert Cotton, Geoffrey Wilkinson, Carlos A. Murillo e Manfred Bochmann, Advanced Inorganic Chemistry, 6ª ed., Wiley Interscience, 1999, pp. 598-599, ISBN 0-471-19957-5.
^ ^a ^b William M. Haynes, CRC handbook of chemistry and physics : a ready-reference book of chemical and physical data., 93rd ed., 2012-2013, CRC, 2012, ISBN 978-1-4398-8049-4, OCLC 793213751. URL consultato il 19 ottobre 2022.
^ William M. Haynes, CRC handbook of chemistry and physics : a ready-reference book of chemical and physical data, 92nd ed, CRC Press, 2011, ISBN 978-1-4398-5511-9, OCLC 730008390. URL consultato il 19 ottobre 2022.
^ R.O.C. Norman, CHIMICA ORGANICA Principi e Applicazioni alla Sintesi, traduzione di Paolo Da Re, Piccin, 1973, p. 217.
^ N. N. Greenwood e A. Earnshaw, Nickel, Palladium and Platinum, in Chemistry of the Elements, 2ª ed., Butterworth-Heinemann, 1997, pp. 1224-1225, ISBN 0-7506-3365-4.

[1] (EN) William B. Jensen, The Place of Zinc, Cadmium, and Mercury in the Periodic Table, in Journal of Chemical Education, vol. 80, n. 8, 2003-08, pp. 952, DOI:10.1021/ed080p952. URL consultato il 26 giugno 2023.

[:32-2] N. N. Greenwood e A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, 2ª ed., Butterworth-Heinemann, 1997, p. 1205, ISBN 0-7506-3365-4.

[:12-3] Pradyot Patnaik, Handbook of InorganicChemicals, McGraw-Hill, 2003, p. 981, ISBN 0-07-049439-8.

[4] Zinc - Zn, su lenntech.com.

[5] (EN) Zinc Alloys, su Belmont Metals. URL consultato il 19 ottobre 2022.

[:322-6] N. N. Greenwood e A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, 2ª ed., Butterworth-Heinemann, 1997, p. 1202, ISBN 0-7506-3365-4.

[7] (EN) R. D. Shannon, Revised effective ionic radii and systematic studies of interatomic distances in halides and chalcogenides, in Acta Crystallographica Section A: Crystal Physics, Diffraction, Theoretical and General Crystallography, vol. 32, n. 5, 1º settembre 1976, pp. 751–767, DOI:10.1107/S0567739476001551. URL consultato il 19 ottobre 2022.

[:0-8] F. Albert Cotton, Geoffrey Wilkinson, Carlos A. Murillo e Manfred Bochmann, Advanced Inorganic Chemistry, 6ª ed., Wiley Interscience, 1999, pp. 598-599, ISBN 0-471-19957-5.

[:1-9] William M. Haynes, CRC handbook of chemistry and physics : a ready-reference book of chemical and physical data., 93rd ed., 2012-2013, CRC, 2012, ISBN 978-1-4398-8049-4, OCLC 793213751. URL consultato il 19 ottobre 2022.

[10] William M. Haynes, CRC handbook of chemistry and physics : a ready-reference book of chemical and physical data, 92nd ed, CRC Press, 2011, ISBN 978-1-4398-5511-9, OCLC 730008390. URL consultato il 19 ottobre 2022.

[:02-11] R.O.C. Norman, CHIMICA ORGANICA Principi e Applicazioni alla Sintesi, traduzione di Paolo Da Re, Piccin, 1973, p. 217.

[:3-12] N. N. Greenwood e A. Earnshaw, Nickel, Palladium and Platinum, in Chemistry of the Elements, 2ª ed., Butterworth-Heinemann, 1997, pp. 1224-1225, ISBN 0-7506-3365-4.

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