ELEMENTDATEN
Position von Zink im PSE

Zink (OZ: 30)
2. Nebengruppe
Zinkgruppe
Normalzustand
Feststoff - Metall
weich, silbrig-weiß, hexagonales Metallgitter
7440-66-6
30
65,39
4,35

133,2 pm
83 (+2) pm
125 pm
Konfiguration [Ar] 3d10 4s²
Oxidationszahlen 2
Ionisierungseng. 9,394
Dichte 7,14 g/cm³

1,65
1,7
4,45 eV

692.73 K
419,6 °C
1180.0 K
907 °C
Natürliche Isotope
Zn-64: 48,6% Zn-66: 27,9% Zn-67: 4,1% Zn-68: 18,8% Zn-70: 0,6%
Entdeckung
1746
Markgraf
Deutschland
weiches, silbrig-weißes Metall; hexagonales Metallgitter

Zink

Symbol: Zn
Ordungszahl: 30

2. Nebengruppe (Zinkgruppe)

Namensbedeutung
Entdeckung
Vorkommen
Eigenschaften
Biologische Bedeutung
Isotope
Verwendung


Namensbedeutung

zincum (lat.); Zinken: mittelalterlicher Ausdruck für die zackige Gestalt einiger Erze (engl.: zinc)

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Entdeckung

Die ersten Hinweise auf die Verwendung von Zink gehen in das in das 3. Jahrtausend vor Christus zurück. Bei der Untersuchung babylonischer Waffen als Grabbeilagen stellte man Legierungen aus Kupfer, und Zink fest. Es muß allerdings davon ausgegangen werden, daß Zink als eigenständiges Metall noch nicht bekannt war. Erste schriftliche Hinweise auf zinkhaltige Kupferlegierungen finden sich bei Homer (8. Jh. v. Chr.) und dem griechischen Gelehrten Aristoteles um 330 v. Chr. In Indien und China kannte man Zink spätestens seit dem 12. Jahrhundert v. Chr. Eine gezielte Gewinnung und Verarbeitung des Metalls läßt sich für diese Regionen um 600 n. Chr. nachweisen. Über die Handelswege gelangte die Kenntnis des Metalls im Mittelalter nach Europa. Frühe schriftliche Zeugnisse aus dem 16. Jahrhundert stammen von Paracelsus und Agricola. Mitte des 18. Jahrhunderts wurden in Europa die ersten größeren Zinkhütten errichtet. In den 20er Jahren des vergangenen Jahrhunderts setzte die Zinkverarbeitung im industriellen Maßstab ein. Inzwischen ist es zu einem der wichtigsten Nichteisenmetalle geworden.

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Vorkommen

Zink ist das wichtigste Element der 2. Nebengruppe. Sein Anteil am Aufbau der Erdkruste beträgt ca. 0,02 Gewichtsprozent. In der Natur kommt die elementare, metallische Form niemals vor. Vorkommen werden von anderen Metallen wie und begleitet. Zink-Mineralien sind weltweit verbreitet. Die bekanntesten sind: Kieselzinkerz (Kieselgalmei), Rotzinkerz (Zinkit), Sphalerit (Zinkblende), Willemit, Wurtzit und Zinkspat (edler Galmei). Die wichtigsten europäischen Zink-Vorkommen findet man in Frankreich, Belgien und Polen. Hauptförderländer sind die Vereinigten Staaten, die GUS, Kanada und China.

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Eigenschaften

Zink ist ein weiches, silbrig-weißes Metall, das eine hexagonales Metallgitterstruktur aufweist. Das Metall hat mit ca. 419°C einen recht geringen Schmelzpunkt. An der Luft überzieht es sich schnell mit einer dünnen, schützenden Oxidschicht, die bläulich schimmert. Durch diese Oxidschicht ist es auch in Wasser sehr beständig.
Von Säuren und Laugen wird es unter Freisetzung von Wasserstoffgas recht leicht angegriffen und oxidiert. Bei Zink ist das 3d-Orbital mit 10 Elektronen vollständig besetzt, so daß nur die Elektronen 4s-Orbital als Valenzelektronen zur Verfügung stehen. Daraus folgt, daß Zink in seinen Verbindungen stets die Oxidationsstufe +2 hat. Die wichtigsten Zink-Verbindungen sind Zinkchlorid, Zinkoxid, Zinkhydroxid, Zinksulfat und Zinksulfid.

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Biologische Bedeutung

Zink ist essentiell für alle biologischen Arten. Der Tagesbedarf des Menschen liegt zwischen 5 und 40 mg. Ein Erwachsener mit einem durchschnittlichen Körpergewicht von 70 kg enthält eine Gesamtmenge an Zink von 2,3 g. Die Giftigkeit anorganischer Zinkverbindungen ist gering. Zink wird vom Organismus nicht akkumuliert, sondern schnell wieder ausgeschieden. Hauptemittenten von metallischem Zink sind Metallhütten und Galvanikbetriebe. In der direkten Umgebung von Zinkverhüttungsanlagen sind Werte von 50.000 ppm gemessen worden. Zinkemissionen können aber auch sehr diffus sein, da zum Beispiel Autoreifen Zinkoxid enthalten und Motortanks sowie Zuleitungen an Autos verzinkt sind. Im Arbeitsschutz wurde für Zinkoxid-Rauch ein Grenzwert festgelegt: Der MAK-Wert in Deutschland liegt bei 5 mg/m3. Organische Zinkverbindungen werden als Pestizide eingesetzt.

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Isotope

Von Zink gibt es fünf stabile Isotope. Den größten Anteil hat dabei Zn-64 mit 48,%. Danach folgen Zn-66 (27,9%), Zn-67 (4,1%), Zn-68 (18,8%) und Zn-70 (0,6%). Insgesamt 16 Radionuklide sind bekannt, deren Halbwertszeiten zwischen 244 Tagen (Zn-65) und 40 Millisekunden liegen. Das radioaktive Zinkisotop Zn-65 wird in der medizinischen Diagnostik verwendet. Außerdem entsteht es bei der Kernspaltung in Atomkraftwerken und gelangt über das Kühlwasser zum Teil in die Umwelt.

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Verwendung

Die Reserven, die heute noch als abbauwürdig gelten, werden auf 100 − 150 Millionen Tonnen geschätzt. Die weltweite Fördermenge schwankt jährlich zwischen vier und sieben Millionen Tonnen. Zink dient größtenteils zum Verzinken von und Stahl. Es ist darüber hinaus ein wichtiges Legierungsmetall; Messing − eine Kupfer-Zink-Legierung − ist die wohl bekannteste. Zink wird in Anoden galvanische Apparaturen eingesetzt und es wird in Zink-Kohle-Batterien verwendet. In der chemischen Industrie ist Zink ein wichtiges Reduktionsmittel.




Rutherford Online - Lexikon der Elemente 2006
Elementbeschreibungen: Zink
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