Cinkcsoport
Fizikai tulajdonságok Elektron konfiguráció: (n-1)d10 ns2 Zn, Cd szilárd a Hg folyékony fém (könnyen párolog, nagy a gőztenziója) - gőzei egy atomosak ezüstösen csillogó fémek nagy sűrűségű, nehéz fémek alacsony op, fp, fémek Zn, Cd jól vezeti az elektromos áramot és a hőt Hg kis vezetőképességgel rendelkezik (nagy az ellenállása) páros rendszámú elemek, sok természetes izotópjuk van torzult hatszöges rácsba rendeződnek higanynak nagy a felületi feszültsége, nem nedvesít higany kismértékben poláris és apoláris oldószerben is oldódik
Kémiai tulajdonságok Kis reakciókészség EN rendszám növekedésével nő a cink a hidrogénnél negatívabb a higany pozitívabb redoxipotenciálú oxidációsszámuk +2 (de a a higanynak +1 is lehet) Hg22+ Hg + Hg2+ (szinproporció)
Cink ezüstfehér, szilárd (felülete kékes) durva, nagy kristályok hajlításkor törik (cinkzörej) alacsony op, fp kis reakció készségű, mert felületén összefüggő oxidréteg van. Magas hőmérsékleten kékes-zöld lánggal ég 2Zn + O2 = 2ZnO ZnO - melegen sárga, ha kihűlt fehér, Amfoter ZnO + 2HCl = ZnCl2 + H2O ZnO + 2NaOH + H2O = Na2[Zn(OH)4]
Nátrium-hidroxiddal fehér kocsonyás anyag válik le Zn2+ + 2NaOH = Zn(OH)2 + 2Na+ A cink(II)-hidroxid is amfoter sajátságú. Zn(OH)2 + 2HCl = ZnCl2 + 2H2O Zn(OH)2 + 2NaOH = Na2[Zn(OH)4] oxidáló savakban oxidok képződnek Zn + 2H2SO4 = ZnSO4 + SO2 + 2H2O
Magas hőmérsékleten halogénekkel, kénnel, foszforral is reagál Halogenidek Az összes halogenidje létezik ZnX2 fehérek fluorid, ionos jellegű, a többi kovalens, rétegrácsos, vízben jól oldódnak. ZnCl2 fehér, higroszkópos Szulfid (atomrácsos) Zn + S = ZnS nagyon heves, tűztüneménnyel járó reakció fehér Könnyen oldódik ásványi savakban kén-hidrogén fejlődése közben ZnS + 2HCl = ZnCl2 + H2S
Híg ásványi savakból H2 fejleszt Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 Tömény, oxidáló savakban való oldáskor oxidok is keletkeznek Zn + 2H2SO4 = ZnSO4 + SO2 +2H2O Lúgokban is oldódik, hidroxokomplex képződése mellett Zn + 2NaOH + 2H2O = Na2[Zn(OH)4] + H2 nátrium-[tetrahidroxo-cinkát(II)] Jó komplexképző , pl. vizes oldatban akvakomplexet képez ([Zn(H2O)6]2+, halogenidekkel klorokomplexet[ZnX4]2-.
Higany Reakcióképessége kicsi (nemesfémekhez hasonló) Halogenidek HgCl2 szublimát - rendkívül mérgező, fehér, kristályos, vízben jól oldódik Hg2Cl2 kalomel (szép fekete) - fehér, kristályos, vízben kismértékben oldódik Hg2Cl2 + NH4OH = HgNH2Cl + Hg + H2O higany-amido-klorid HgI2 vörös, vízben kismértékben oldódik könnyen képez komplexek KI felesleggel K2[HgI4] sárga
Oxigénnel közvetlenül is reakcióba lép víz jelenlétében 400 oC-on egyensúlyi reakció 2Hg + O2 = 2HgO vörös/sárga/narancssárga termikusan bomlik (oxigén előállítás) Kénnel is reagál lassan, szulfidot képez Hg + S = HgS vörös/fekete Nem oxidáló savakban nem oldódik Salétromsavban jól oldódik 6 Hg + 8HNO3 = 3Hg2(NO3)2 + 2NO + 4H2O savfelegben 3Hg + 8HNO3 = 3Hg(NO3)2 + 2NO + 4H2O
Lúgokban nem oldódik. Fémek nagy részét oldja - amalgámok Komplexei Hg(II)-komplexei (ammóniával, rodaniddal, halogenidekkel) torzult tetraéder geometriájúak, vagy lineárisak.
Előfordulás ZnS szfalerit, wurtzit ZnO cinkit ZnCO3 cinkpát HgS cinóber, cinnabarit kis mennyiségben elemi higany is előfordul kadmium a cink kísérője a cink ásványaiban
Előállítás Cink, kadmium Szulfidos ércek pörköléséből oxidok előállítása. Oxidok redukálása szénnel 1100 oC-on. A kadmiumot a forráskülönbség alapján desztillációval választják el. Higany cinnabarit pörköléséval oxidot állítják elő az oxid termikus bontása 700oC-on higanygőz kondenzálása
Felhasználás Cink Kadmium Higany korrózióvédő bevonat (horganyzott bádog, esőcsatorna) galvánelem (Leclanché elem) sárgaréz (cink, réz ötvözet) fedőfesték (ZnO) -nem sárgul, nem toxikus Kadmium korrózióvédő akkumulátorok atomerőművekben neutron befogó könnyen olvadó ötvözetek Higany higanykatódos NaCl olvadék elektrolízis hőmérők higanygőzlámpák (kvarclámpák) HgCl2 baktericid - kenőcsök
A cink biológiai szerepe A cink létfontosságú A kadmium és a higany mérgező A cink közepesen kemény Lewis sav, stabil komplexet képez oxigén, nitrogén, kén atomot tartalmazó donorokkal. Felnőtt szervezetben 2 g cink található (második a vas után) izom csontrendszer hasnyálmirigy Napi szükséglet 15 mg Felszívódása a vékonybélen karrier fehérjéken keresztül.
Cink(II)ion tartalmazó enzimek Hiánya: sebgyógyulás, növekedés, nemiérés zavara Terápia cink-acetát cink-aszpartát cink-hisztidin Cink(II)ion tartalmazó enzimek (karbonsav észterek, amidok, peptidek és foszfátok hidrolízisében vesznek részt) szénsav-anhidráz karboxi-peptidáz termolizin alkalikus foszfatáz A cinkhez kapcsolódó víz ligandum aktiválása (pH 9 felett) [Zn(H2O)6]2+ [Zn(OH)(H2O)5]+ + H+
pH 7 felett alkohol-dehidrogenáz (oxidáció) SOD (szerkezet stabilizálás)
Fehérjékben genetikai információátadását szabályozzák (DNS bázisszekvenciájának felismerése) cinkujjak 9-10 cink(II)ion tartalmaznak tetraéderes koordinációban.