Zn hóa trị mấy? Khám phá tính chất vật lý hóa học và ứng dụng của kẽm

Giới thiệu về Kẽm (Zn)

Kẽm (Zn) là một kim loại chuyển tiếp nằm ở nhóm 12, chu kỳ 4 của bảng tuần hoàn, thuộc nhóm kim loại chuyển tiếp, xuất hiện phổ biến trong tự nhiên dưới dạng khoáng chất. Không như vàng hay bạc, kẽm hiếm khi tồn tại dưới dạng nguyên chất mà thường liên kết với các nguyên tố khác tạo thành các hợp chất. Các khoáng chất phổ biến chứa kẽm bao gồm sphalerite (ZnS), smithsonite (ZnCO₃)

Hình dạng của Zn (Kẽm) 

Tính chất vật lý của Zn

Với ánh kim màu lam nhạt, có cấu trúc tinh thể hình lục giác, dễ uốn, dễ kéo sợi và có tính dẫn điện tốt. Các tính chất vật lý đáng chú ý của kẽm bao gồm:

• Trọng lượng riêng: Kẽm có khối lượng riêng là 7.14 g/cm³, thấp hơn so với nhiều kim loại khác như sắt hay đồng.

• Nhiệt độ nóng chảy: Kẽm có nhiệt độ nóng chảy khá thấp, khoảng 419.5°C, khiến nó dễ dàng bị nấu chảy và đúc thành các sản phẩm khác nhau.

• Nhiệt độ sôi: Kẽm sôi ở khoảng 907°C, điều này tạo điều kiện thuận lợi cho việc tinh chế và tách kẽm từ các hợp chất quặng.

Tính chất hóa học của Zn

Kẽm là kim loại lưỡng tính, hoạt động trung bình, có khả năng tạo ra nhiều phản ứng hóa học khác nhau:

• Kẽm là kim loại hoạt động có tính khử mạnh Zn → Zn₂ + 2e

• Phản ứng với phi kim: 2Zn + O₂ → 2ZnO; Zn + Cl₂   → ZnCl₂

• Phản ứng với axit: Kẽm phản ứng mạnh với axit để tạo ra muối kẽm và giải phóng khí hydro: Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂

• Phản ứng với kiềm: Kẽm tan được trong dung dịch kiềm mạnh như natri hydroxide (NaOH) để tạo ra kẽ mate (Na₂ZnO₂):  Zn + 2NaOH + 2H2O → Na₂[Zn(OH)₄] + H₂

• Phản ứng với muối: Kẽm tác dụng với muối để tạo ra muối mới và giải phóng kim loại: Zn + FeCl₂ → ZnCl₂ + Fe; Zn + CuSO₄ → ZnSO₄ + Cu

Zn hóa trị mấy?

Hóa trị của một nguyên tố là cách chúng liên kết với các nguyên tố khác để tạo ra hợp chất. Hóa trị của kẽm là một yếu tố quan trọng để hiểu cách nó phản ứng và tương tác với các chất khác trong hóa học.

Hóa trị của Zn (Kẽm): Trong hầu hết các hợp chất hóa học, kẽm thể hiện hóa trị +2. Điều này có nghĩa là kẽm thường mất hai electron để tạo thành ion Zn²⁺. 

Ví dụ, trong hợp chất ZnO (oxit kẽm), kẽm có hóa trị +2, liên kết với oxy có hóa trị -2 để tạo thành hợp chất trung hòa điện: 2Zn + O₂ → 2ZnO

Mặc dù hóa trị +2 của Zn là phổ biến và ổn định nhất, nhưng trong một số điều kiện rất hiếm gặp, kẽm có thể tồn tại ở các dạng hóa trị khác. 

Zn hóa trị mấy?

Cấu hình Electron và vai trò của nó trong xác định hóa trị

Kẽm có cấu hình electron là 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s². Hai electron ở lớp ngoài cùng (4s²) dễ dàng bị mất đi, dẫn đến sự hình thành ion Zn²⁺ với hóa trị +2. Cấu hình electron ổn định này làm cho Zn hiếm khi thể hiện các hóa trị khác.

Kẽm dễ dàng tạo liên kết ion với các nguyên tố phi kim, đặc biệt là các nguyên tố có độ âm điện cao như oxy, clo và lưu huỳnh. Hóa trị +2 của Zn là một trạng thái rất ổn định, giúp kẽm tham gia vào nhiều phản ứng hóa học quan trọng.

Cấu hình electron của Zn

Ứng dụng của Zn theo hóa trị

• Hóa trị +2 của kẽm là cơ sở cho nhiều ứng dụng công nghiệp. Một trong những ứng dụng quan trọng nhất là trong quá trình mạ kẽm, nơi Zn được sử dụng để bảo vệ kim loại khác khỏi gỉ sét. 

• Kẽm cũng được sử dụng rộng rãi trong sản xuất hợp kim như đồng thau (Brass) với tỷ lệ kẽm thường dao động từ 5% đến 45%. Đồng thau được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp chế tạo các chi tiết máy, nhạc cụ, và đồ trang sức do tính chống ăn mòn và dễ uốn;

• Kẽm cũng là thành phần chính trong nhiều loại pin như pin kẽm-carbon và pin kiềm.

• Hợp kim Kẽm (Zinc Alloys): Kẽm cũng được dùng để tạo ra các hợp kim khác như Zamak, một hợp kim của kẽm với các kim loại như nhôm (Al), đồng (Cu) và magiê (Mg). Zamak được sử dụng phổ biến trong ngành đúc khuôn áp lực cho các sản phẩm như khóa kéo, đồ trang trí và các bộ phận ô tô.

• Kẽm có mặt trong nhiều sản phẩm dược phẩm và mỹ phẩm, nhờ vào đặc tính chống oxy hóa và vai trò trong việc duy trì hệ thống miễn dịch. 

• Kẽm là một nguyên tố rất cần thiết đối với con người: Kẽm tham gia vào nhiều quá trình sinh học quan trọng như: 

Hỗ trợ hệ miễn dịch: Kẽm giúp tăng cường khả năng miễn dịch của cơ thể, giúp chúng ta giảm nguy cơ mắc các bệnh truyền nhiễm và cải thiện cũng như đẩy nhanh quá trình phục hồi vết thương.

Tăng cường sức khỏe da: Kẽm có vai trò quan trọng trong việc duy trì sức khỏe của da, giúp giảm viêm và ngăn ngừa mụn.

Hỗ trợ phát triển và chức năng não bộ: Kẽm có ảnh hưởng lớn đến sự phát triển não bộ và các chức năng nhận thức, đặc biệt là ở trẻ nhỏ.

Thúc đẩy quá trình tổng hợp protein và DNA: Kẽm cần thiết cho quá trình tổng hợp protein và DNA, góp phần vào sự phát triển và sửa chữa tế bào.

Một số ứng dụng của Zn (Kẽm)

Bạn đã hiểu rõ về Zn hóa trị mấy chưa, bạn ấn tượng với tính chất và ứng dụng nào của Kẽm hãy cùng chia sẽ lại ý kiến dưới phần bình luận nhé!