30 Zn Zinco 65.38
metal de transição d-block Period 4 Group 12

Zinco

Zn · Element 30 · Zinc group

The sacrificial metal: zinc corrodes so that the steel it coats does not.

ESTADO A 20°C sólido
MASSA ATÓMICA 65.38 u
ELECTRON CONFIGURATION [Ar] 3d¹⁰ 4s²

Estrutura

O átomo de zinco

Não é um diagrama de pontos em anéis — é uma amostra de Monte Carlo da densidade de probabilidade real |ψ|² para cada subcamada ocupada. Arraste para girar. Azul e violeta marcam sinais opostos da função de onda, o que torna possível a ligação química.

Nuvem orbital

Valores medidos

Ficha de propriedades

Cada barra mostra onde zinco se situa entre todos os 118 elementos para essa propriedade.

Física

Densidade 7.134 g/cm³ 43%
Ponto de Fusão 692.9 K 35%
Ponto de Ebulição 1180 K 29%
calor específico 0.388 J/g·K
Condutividade Térmica 116 W/m·K 84%

Atômica

Raio Atômico 134 pm 21%
raio covalente 122 pm
raio de Van der Waals 139 pm

Eletrónica

Eletronegatividade 1.65 54%
energia de ionização 906 kJ/mol 82%
Afinidade Eletrônica

Ocorrência

Abundância na crosta 70 mg/kg 80%

Identidade

SímboloZn
Número atômico30
Massa atómica65.38 u
Categoriametal de transição
Blocod
Estrutura cristalinaempacotamento compacto hexagonal
Estados de oxidação-2, +1, +2
Descoberto1746
Descoberto porAndreas Marggraf

Fontes: massas atômicas padrão da IUPAC de 2021 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. Os valores marcados com ~ são previstos, não medidos.

Tamanho, em escala

How big is a zinco atom?

Radius 134 pm — that is 0.134 nm, so about 3731 million of them side by side would span a millimetre.

Faixa térmica

Solid, liquid, gas — and when

Zinco is liquid over a 487 K window, from 693 K to 1180 K.

Onde está

Posição na tabela

Zinco sits in period 4, group 12. Everything in group 12 shares the same outer-electron count, which is why they behave so similarly.

OTHER METAIS DE TRANSIÇÃO

All metais de transição

A história

O que é zinco e como o encontramos

Metal branco-azulado. Nutriente essencial e protege o aço contra a ferrugem.

The discovery of zinco

O metal antigo com um nome moderno

A história da descoberta do zinco atravessa milênios, conectando a metalurgia antiga à química moderna. Diferentemente dos elementos descobertos em frascos de laboratório, o zinco surgiu das necessidades práticas dos artesãos e da curiosidade dos alquimistas.

Origens antigas

Evidências arqueológicas da civilização do Vale do Indo (2500 a.C.) revelam artefatos de latão contendo zinco, sugerindo um conhecimento inicial de minérios que continham zinco. No entanto, esses antigos metalurgistas produziam zinco sem saber por meio de processos de cementação - aquecendo cobre com calamina rica em zinco (carbonato de zinco) em cadinhos, criando latão sem jamais isolar o zinco puro.

A produção romana de latão floresceu por volta de 20 a.C., com oficinas na Bélgica e na Alemanha atuais aperfeiçoando técnicas que influenciariam a metalurgia europeia por séculos. Os romanos chamavam o minério que continha zinco de "cadmia", reconhecendo seu valor, mas nunca compreendendo sua verdadeira natureza.

Domínio asiático

Enquanto os europeus enfrentavam dificuldades com a volatilidade do zinco, metalurgistas indianos alcançaram a produção de zinco puro no século XII. Nas minas de Zawar, no Rajastão, desenvolveram técnicas revolucionárias de destilação em retortas, aquecendo minérios de zinco em recipientes de argila selados e condensando o vapor em tubos de bambu resfriados com água - um processo 500 anos à frente dos métodos europeus.

Reconhecimento europeu

O médico e alquimista alemão Andreas Libavius descreveu pela primeira vez o zinco metálico na literatura europeia em 1597, chamando-o de "estanho indiano". No entanto, o estudo sistemático teve de esperar por Andreas Sigismund Marggraf (1709-1782), filho de um boticário de Berlim que se tornou um dos pioneiros da química.

Em 1746, Marggraf realizou os experimentos definitivos que estabeleceram o zinco como um elemento distinto. Trabalhando em seu laboratório particular, aqueceu cuidadosamente calamina com carvão em retortas seladas, coletando o condensado prateado que se formava. Sua documentação meticulosa provou que o zinco não era simplesmente uma forma impura de estanho ou chumbo, como se acreditava anteriormente.

Revolução industrial

O verdadeiro avanço veio com a patente de William Champion, de 1738, para a fundição de zinco em larga escala em Bristol, na Inglaterra. O processo de Champion utilizava enormes retortas capazes de produzir 200 libras de zinco por dia, inaugurando a era industrial do zinco e possibilitando a revolução da galvanização que transformaria a construção do século XIX.

Aplicações

Para que zinco é usado

Aplicações industriais: o combatente da corrosão

O zinco é um dos defensores mais versáteis da indústria, tendo como principal superpoder a galvanização - o processo que economiza bilhões de dólares anualmente em danos à infraestrutura. Quando o aço é galvanizado por imersão a quente, ele é mergulhado em zinco fundido a 450°C, criando uma ligação metalúrgica que forma várias camadas de ligas de zinco e ferro. Esse processo protege desde guard rails de rodovias até a recente renovação da Torre Eiffel.

Tecnologias de galvanização

A galvanização moderna emprega várias técnicas de ponta. Linhas de galvanização contínua podem processar bobinas de aço a velocidades de até 600 metros por minuto, aplicando revestimentos de zinco com apenas 7 micrômetros de espessura, mas que proporcionam décadas de proteção. A eletrogalvanização usa soluções de sulfato de zinco e controle preciso da corrente para depositar revestimentos ultralisos em painéis de carrocerias automotivas, garantindo o acabamento impecável do seu carro.

Revolução da fundição sob pressão

A fundição sob pressão de zinco cria os componentes complexos que se escondem à vista de todos ao seu redor. O processo injeta ligas de zinco fundido (normalmente Zamak 3, 5 ou 7) em moldes de aço de precisão sob pressões superiores a 1.000 psi. Isso produz desde as dobradiças do seu laptop e as estruturas de smartphones até carcaças de transmissões automotivas e ferragens decorativas com tolerâncias medidas em milésimos de polegada.

Tecnologia de baterias

Nas baterias alcalinas, o pó de zinco atua como ânodo em um eletrólito de hidróxido de potássio, fornecendo os confiáveis 1,5V que alimentam inúmeros dispositivos. Baterias avançadas de zinco-ar para aparelhos auditivos alcançam densidades de energia comparáveis às dos sistemas de lítio ao usar o oxigênio atmosférico como cátodo, tornando-as incrivelmente leves e duradouras.

Fabricação de produtos químicos

A produção de óxido de zinco envolve o processo francês (vaporização do zinco metálico a 950°C) ou o processo americano (queima do vapor de zinco em atmosferas controladas). O óxido de zinco resultante atua como catalisador essencial na síntese de metanol e como ingrediente fundamental na vulcanização da borracha, onde funciona como ativador da reticulação do enxofre que confere durabilidade aos pneus.

Zinco no dia a dia: escondido à vista de todos

  • Produtos de cuidados pessoais
    • Protetor solar (o óxido de zinco oferece proteção UV de amplo espectro)
    • Creme para assaduras (Desitin, A+D, Boudreaux's Butt Paste)
    • Shampoo anticaspa (Head & Shoulders, Selsun Blue)
    • Desodorantes e antitranspirantes (propriedades antimicrobianas)
  • Materiais de construção
    • Coberturas e revestimentos galvanizados (duram mais de 50 anos)
    • Cercas de arame e guard rails
    • Dutos de HVAC e calhas
    • Pregos, parafusos e fixadores
  • Indústria automotiva
    • Painéis de carroceria e estruturas (resistência à corrosão)
    • Componentes de motores fundidos sob pressão e peças de transmissão
    • Linhas de freio e sistemas de combustível
    • Acabamentos decorativos e emblemas
  • Eletrônicos e tecnologia
    • Carcaças e eletrodos de baterias (Duracell, Energizer)
    • Estruturas de smartphones e laptops
    • Molduras de TVs e monitores
    • Carcaças de consoles de videogame
  • Saúde e nutrição
    • Suplementos alimentares (suporte ao sistema imunológico)
    • Pastilhas de zinco para tratamento de resfriados (Cold-Eeze, Zicam)
    • Pomadas para cicatrização de feridas
    • Cereais e alimentos enriquecidos com zinco

De onde vem

Ocorrência natural

70 mg/kg of Earth's crust · more abundant than 80% of elements

A jornada cósmica do zinco

A história do zinco começa nas fornalhas nucleares de estrelas massivas, onde a queima do silício e os processos de captura de neutrões forjam esse elemento essencial durante os momentos finais antes do colapso estelar. Quando essas estrelas explodem como supernovas, espalham zinco pelo cosmos, que acaba sendo incorporado a novos sistemas planetários como o nosso.

Abundância terrestre

A crosta terrestre contém aproximadamente 70 partes por milhão de zinco, tornando-o o 24º elemento mais abundante. Essa concentração resultou dos primeiros processos de diferenciação planetária, nos quais a massa atômica moderada do zinco permitiu que ele permanecesse no manto de silicato em vez de afundar no núcleo de ferro e níquel.

Principais minerais de zinco

Esfalerita (ZnS) domina a produção global de zinco, respondendo por 95% de todo o minério de zinco. Esse mineral do sistema cristalino cúbico frequentemente exibe cores brilhantes - do amarelo-mel ao vermelho intenso - devido a substituições por ferro e cádmio. Grandes depósitos se formaram por processos hidrotermais, nos quais fluidos ricos em zinco precipitaram em ambientes de calcário.

Smithsonita (ZnCO₃) e hemimorfita (Zn₄Si₂O₇(OH)₂·H₂O) representam importantes minerais secundários formados pelo intemperismo de depósitos primários de sulfetos. Essas zonas oxidadas frequentemente criam formações cristalinas espetaculares, valorizadas por colecionadores de minerais.

Distribuição global

Os maiores depósitos de zinco do mundo se concentram ao redor de antigas fronteiras tectônicas. A região de Broken Hill, na Austrália, contém alguns dos minérios de zinco, chumbo e prata mais ricos da Terra, formados há 1,7 bilhão de anos. A mina de Antamina, no Peru, explora um enorme depósito de skarn onde o calcário entrou em contato com magma intrusivo, criando condições ideais para a concentração de zinco.

Ciclo biológico

O zinco participa dos ciclos biogeoquímicos da Terra por meio do intemperismo, da absorção pelas plantas e da precipitação marinha. A água do oceano contém cerca de 0,5 partes por bilhão de zinco, enquanto os organismos marinhos o concentram em seus tecidos, devolvendo-o posteriormente aos sedimentos após a morte.

Manuseio

Segurança

Segurança do zinco: essencial, mas com equilíbrio

O zinco apresenta um paradoxo fascinante: é simultaneamente essencial à vida e potencialmente tóxico em excesso. Compreender esse equilíbrio delicado é fundamental para o manuseio seguro e a saúde biológica.

Importância biológica versus toxicidade

O corpo humano necessita de 8-11 mg de zinco por dia para mais de 300 funções enzimáticas, o funcionamento do sistema imunológico e a cicatrização de feridas. No entanto, a toxicidade aguda começa por volta de 225-450 mg, causando náusea, vômito e diarreia. A exposição crônica acima de 40 mg por dia pode interferir na absorção de cobre, levando à anemia e à disfunção imunológica.

Limites de exposição ocupacional

  • OSHA PEL: 5 mg/m³ (TWA de 8 horas) para fumaça de óxido de zinco
  • NIOSH REL: 5 mg/m³ (TWA de 10 horas) com limite máximo de 10 mg/m³
  • ACGIH TLV: 2 mg/m³ para fração respirável, 10 mg/m³ para fração inalável

Febre dos fumos metálicos

A febre dos fumos metálicos representa o risco ocupacional mais significativo do zinco. A inalação de vapores de óxido de zinco durante a soldagem ou fundição causa sintomas semelhantes aos da gripe que aparecem 4-12 horas após a exposição: febre, calafrios, náusea e fadiga. Embora raramente seja grave, ela é completamente evitável com ventilação adequada e proteção respiratória.

Equipamentos de proteção individual

  • Respiratória: N95 no mínimo para poeira de zinco; suprimento de ar para operações a quente
  • Proteção ocular: Óculos de segurança com proteção lateral; goggles para moagem
  • Proteção da pele: Luvas de nitrila; mangas compridas para o manuseio de compostos de zinco
  • Ventilação: Exaustão local para soldagem; ventilação geral para armazenamento

Procedimentos de emergência

Inalação: Retire a pessoa imediatamente da exposição; forneça ar fresco e oxigênio, se necessário. Contato com a pele: Lave com água por 15 minutos; remova as roupas contaminadas. Contato com os olhos: Irrigue com água limpa por 15 minutos; procure atendimento médico. Ingestão: Não provoque o vômito; forneça água e procure atendimento médico imediato para quantidades que excedam as doses nutricionais.

Respostas rápidas

Zinco: perguntas frequentes

What is Zinco?

Zinco (symbol Zn) is element 30 on the periodic table, a metal de transição in period 4, group 12. The sacrificial metal: zinc corrodes so that the steel it coats does not. At room temperature it is a solid.

What is the electron configuration of Zinco?

Zinco's ground-state electron configuration is [Ar] 3d¹⁰ 4s², giving 4 occupied shells holding 2, 8, 18, 2 electrons respectively.

What are the melting and boiling points of Zinco?

Zinco melts at 692.9 K (419.7 °C) and boils at 1180 K (906.9 °C).

What is the atomic mass of Zinco?

The standard atomic weight of Zinco is 65.38 u. That is a weighted average across its naturally occurring isotopes, which is why it is rarely a whole number.

How dense is Zinco?

Zinco has a density of 7.134 g/cm³. Water is 1.0 g/cm³, so a block of zinco is about 7.1× heavier.

What is the electronegativity of Zinco?

Zinco has a Pauling electronegativity of 1.65. The scale runs from 0.70 (francium, the least greedy for electrons) to 3.98 (fluorine, the most). Values in this middle band tend to form covalent rather than strongly ionic bonds.

Who discovered Zinco, and when?

Zinco was discovered in 1746 by Andreas Marggraf. It is named after german Zinke, "prong".

How common is Zinco on Earth?

Zinco makes up about 70 mg/kg of the Earth's crust — uncommon, but not rare.